JPS5927237A - 光学系の検査装置 - Google Patents
光学系の検査装置Info
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- JPS5927237A JPS5927237A JP57136369A JP13636982A JPS5927237A JP S5927237 A JPS5927237 A JP S5927237A JP 57136369 A JP57136369 A JP 57136369A JP 13636982 A JP13636982 A JP 13636982A JP S5927237 A JPS5927237 A JP S5927237A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、m学系の球面度数、鉦視度数。
乱視軸方向、プリズム度数、プリズム基底方向を測定す
る装置、特に主として眼鏡レンズの屈折!時性を自動的
に測定するだめのいわゆる自動レンズメータに関する。 自動レンズメーターに関しては従来、種々の方法が提案
されている。これらの中で、近年一般的に提案されてい
る方法は、被検レンズに平行光を入射させ、被検レンズ
を通過してその屈折特性によって曲けられたビームの偏
シ金光電的に検出1−1この偏りがら枦倹レンズの屈折
特性全1.出しようと−!−るものである。そして、ビ
ームの偏りの書出とその処理の方法に欅々の工夫がなさ
れており、次のような公知例が存在する。 ■ %開用52−449号公報 (z l特開昭54−14757号公報■号公報間昭5
6−86327号公報 。 ■ 特開昭56−168140号公報 (■ 特開昭57−29923@公報 以下、これら従来技術の問題点を指摘する。 公報α)では、投光ビームと1次元位置感知性検出器と
を同期して回転させなりればならず、また被検レンズに
プリズムがある場合にはこれを補償する隈械的な装置a
が必陶であるため、煩雑な構成となり製造もd易ではな
い。 公報■では、1ll11定に1史用される投光ビームの
数が少ないので、ビーl\の喘りの検出には非pな動梢
度?必要とするため、製造及び調整が難しく、そうでな
りれV、r測〆槽1絹全簡く維持することができない。 公報(3)でtよ、電気部材である1酊A11J!状ホ
トダイオ一ドアレイ全回転させる必要があシ、製作上の
曲順がある。また、被検レンズにプリズムがある」A−
片i[FNがFJJ雑になり、プロセッサの処理時間が
長くなり迅速な(illl定には不利である。 公報■でtよ、被検レンズに乱視がある楊曾は、ダイA
−ド列を回転させて乱視軸を補正する機械的な装置が必
要であり、さらに被検レンズにプリズムがあるts h
には、これ全補償する機械的な装置も必要であり、よシ
完全な測定装置4とするためには構成のi!II #f
f+化が避けられない、 公報■では、充分な分解力′に口′する2次元センサー
を得ることが帷しく製作上の問題がある。また、2次元
センサーからの出力信号を用いて結¥−紮葬出するには
護雑な泪榊が必要であり、演棹装置の煩雑化並びに処理
時間が長くなって好゛ましくない。 本発明やよ、これらの問題点を解決111、単糾な1゛
簿成で、特に高偵IWで硬体なq成を必・堤とせず、短
時間でυ(り尾結果の得られる光学系の検査AAl聞金
提共する半金目的とするり本発明による備前装置は、破
恢光学系へ光束金共給するとともに測定用基準光軸を設
定する光束供給手段と、該基準光軸外の直線大部分で光
束全1択的に制限する遮光部材と、前記被検光学系及び
前記背光部材全通過した光束を受光する受光部月と、前
記被検光学系を通過する光束に対して前記理光部利と前
記受光部祠と全問1(弓基準光’ill f、:回転中
心と
る装置、特に主として眼鏡レンズの屈折!時性を自動的
に測定するだめのいわゆる自動レンズメータに関する。 自動レンズメーターに関しては従来、種々の方法が提案
されている。これらの中で、近年一般的に提案されてい
る方法は、被検レンズに平行光を入射させ、被検レンズ
を通過してその屈折特性によって曲けられたビームの偏
シ金光電的に検出1−1この偏りがら枦倹レンズの屈折
特性全1.出しようと−!−るものである。そして、ビ
ームの偏りの書出とその処理の方法に欅々の工夫がなさ
れており、次のような公知例が存在する。 ■ %開用52−449号公報 (z l特開昭54−14757号公報■号公報間昭5
6−86327号公報 。 ■ 特開昭56−168140号公報 (■ 特開昭57−29923@公報 以下、これら従来技術の問題点を指摘する。 公報α)では、投光ビームと1次元位置感知性検出器と
を同期して回転させなりればならず、また被検レンズに
プリズムがある場合にはこれを補償する隈械的な装置a
が必陶であるため、煩雑な構成となり製造もd易ではな
い。 公報■では、1ll11定に1史用される投光ビームの
数が少ないので、ビーl\の喘りの検出には非pな動梢
度?必要とするため、製造及び調整が難しく、そうでな
りれV、r測〆槽1絹全簡く維持することができない。 公報(3)でtよ、電気部材である1酊A11J!状ホ
トダイオ一ドアレイ全回転させる必要があシ、製作上の
曲順がある。また、被検レンズにプリズムがある」A−
片i[FNがFJJ雑になり、プロセッサの処理時間が
長くなり迅速な(illl定には不利である。 公報■でtよ、被検レンズに乱視がある楊曾は、ダイA
−ド列を回転させて乱視軸を補正する機械的な装置が必
要であり、さらに被検レンズにプリズムがあるts h
には、これ全補償する機械的な装置も必要であり、よシ
完全な測定装置4とするためには構成のi!II #f
f+化が避けられない、 公報■では、充分な分解力′に口′する2次元センサー
を得ることが帷しく製作上の問題がある。また、2次元
センサーからの出力信号を用いて結¥−紮葬出するには
護雑な泪榊が必要であり、演棹装置の煩雑化並びに処理
時間が長くなって好゛ましくない。 本発明やよ、これらの問題点を解決111、単糾な1゛
簿成で、特に高偵IWで硬体なq成を必・堤とせず、短
時間でυ(り尾結果の得られる光学系の検査AAl聞金
提共する半金目的とするり本発明による備前装置は、破
恢光学系へ光束金共給するとともに測定用基準光軸を設
定する光束供給手段と、該基準光軸外の直線大部分で光
束全1択的に制限する遮光部材と、前記被検光学系及び
前記背光部材全通過した光束を受光する受光部月と、前
記被検光学系を通過する光束に対して前記理光部利と前
記受光部祠と全問1(弓基準光’ill f、:回転中
心と
【7て相対的に回転さ峰る回転子Iぜと葡設け、前
記受光部材上での前記j1■光1■1材により制限され
た直線状部分に対応する位1i′fによシ前記被倹光学
系のl1il尉↑^報紮暎出−するもt/)−’Qある
。 ナず、本発明の原理全41図に1.たがっ−C説明する
。光源1より発し九九は、コリメーターレンズ2によ−
って千行光東となり、被検1ノンズII、)に入射し、
その屈折!1!¥+Ibに応じて屈折される。被検1メ
ンズの近傍には、光軸1oに対して対称A1つ互に平行
(X方向)な2本のスリット伏開ロ部3a、abi光軸
外に有するマスク3が配置されており、マスク3がら光
軸上j:)i ノ可の距離だけ離れて、光軸に垂i白か
つflは対称にして前141uスリツト3s、3bに垂
直(3・方向)に1次元検出アlノイ(以下単にフォト
アレイと称す)4が配置1りIされでいる。 マスク3を通った光tit、フォトアレイ4に到達し、
2本のスリットに対応し7て2本の縞3a′。 ab’t++−s成する。フォトアレイ4と縞3B’。 3b′との位lf関係は1、被検レンズに乱視とプリズ
ムがないv4合には第2図(A)のようになる。この、
鳴合フォトアレイと光軸との交点を座+#4原点にとシ
、フォトアレイ4の方向ヲy軸にとり、2本の縞3a/
、3b/がフォトアレイを切る点の位置を夫々V++
3’2とすると、この場付はFz=−Ft となセ、縞
の間隔7s Ftが被検レンズのy方向での球面度数
に対応する。また乱視がなく、プリズムがある場合LL
例えば第2図(B)のようになり、2本の縞3a’、3
b’の中心の原点からのずれPがプリズム度数に剌1応
し、ずれのy軸成分(yI +y! )/2がプリズム
度数のy軸方向の成分に対応する。マSらに、乱視とプ
リズム両方があり、乱視1111Iもy軸(測定ドア、
線方向)と一致17ないような一般的な場合は第2図C
)のようになる。2本(゛)縞38′。 3b’の間隔’I、 Vtはレンズ度数のy軸方向の
成分にメJ15L、、絹の中心位置(3’++Ft)/
2はプリズム度数のy軸方向の成分に対応する。そこで
、マスク3とフォトアレイ4とを一体として光fiII
IIk中ノ[?に、誠倹レンズに対して相対的に回転さ
u−it、 を丁、各経線方向のレンズ1(数とブ′リ
ズム1g−劣只を(ξ用足”!る事ができる。そし−〔
、レンズ度数が、最大と最小のとき、2本の主経線方向
のレンズ度数が得られ、このときの回転角位置より乱視
11’l11方向が41)られる。また、プリズム度数
が最大のときの値が、ヰ皮検レンズのプリズム度数とな
υ、このときの回転角位rtttよりプリズム基底方向
が得られる。 ハ)3図は以上の原理に基づいた第1実施例の概略t:
V成図である。マスク3とフォトアレイ4とは一体的に
、ステッピングモータ5の回+ilべfl’lllに数
句けられ、う’に +IIl+ 10 ′(i:中心と
して回転可能である。ステッピングモータ5はモータ1
ソ1にr+rb回1.各11によp駆tli!+され、
フォトアレイ4上での2本の縞の位置が光、(負出回路
12により検出される。光検出回路12及びモータ駆i
!i’lJ回路11はインターフェイス回路13を介し
てマ・rクロプロセラ(す14に接続されている。マイ
クロプロセッサ14ではマスク3とフォトアレイ4との
各回転位置ごとに前述のごとく、Yt −’!2 よ
り1]シズe教を、また( y 1+ y t )
/ 2よりプリズム度&? を検出し、マスク3とフォ
トアレイ4との少なくとも180°にわたる回転範囲に
おいて%3’l 3’2の最大11η及び最小直を
求めこれらに対応するマスク及びフォトアレイの回転角
度位置により乱視度数と乱視軸を求めるまた、プリズム
度数の最大値とこれ依二対応するマスク及びフォトアレ
イの回転角度位置によりプリズム度数とプリズム方向を
求める。 そ【−て、これらの1直はそれぞれ1′9に望の表示型
式で表4モ装置15によシ表示される。 本発明による帛2夾施t・すは第4図の概略構成図に示
したごとく、マスク3とフォトアレイ4との間に投影レ
ンズ6が配置、され、フォトアレイ4の位置は投影レン
ズ6の陵側焦点位置には理合致している。第4図図中f
t 3−図と同一の符号は第1実施例と同等の部材を表
わ【7、信号処理系は第1実施yIIとtlは同一で為
るので省略した。仁の構成においては、被検レンズ(υ
が測定光路中にない場合又は被検レンズ(L)に全<
Jiit折力がない、嚇合、コリメーターレンズ2を射
出する平行光束が、マスク3投影レンズ6を通シフオド
7レイ4の中心部ぢ元軸10上に集光される。従つ−〔
、この場゛合マスク3上の2つのスリット3 g +
3 b f通過する光りは図中点線で示しだごとく全て
フォトアレイ4の中心に達し、2木の縞は形成場れない
。図示のごとく正屈折力の被検レンズα、)が光路中の
マスク3に隣接して設けられると、英純で示したごとく
マスク3の2つのスリンl”3a、3bに対応(7て2
本の縞3a’、3b’が)第1・アレイ4−ヒに形成さ
れる。被検レンズ(L)が負)+7’=折力である場合
は2本の縞3a′、3b′の位置は図中で上下逆転する
。従って、このような投影レンズ6を設けることによシ
、被・険しシズ0.)の屈折力が零の時を基準として、
フォトアレイ4上での2つの縞の相対的の間隔が被険レ
ンズの屈折力の絶対値に対応することとなり、+lI’
l定が1#6単かつ正確となI)製造、調整も容易にな
る。 第5図を土木発明による小3実施例の光学系を示す概略
断面図である。本実施例では、被検レンズ(gの後方に
リレーレンズγが設けられ、このリレーレンズ1に関し
て被検レンズ色)とはぼ共役な位置に2つのスリット3
m。 3bを有するマスク3が設けられている。リレーレンズ
Tとマスク3との曲には光束回転手段としてのイメージ
ローチーター8が配置されている。マスク3の後方には
第1正レンズ6aがマスク3に隣接して設けられ、また
やや離れて第2正レンズ6bが設けられている。第1正
レンズ6&と第2正レンズ6bとは両者の合成系によっ
て上記の没影レンズ6としての作用金有する。14 を
正レンズ68の前側焦点はリレーレンズTの後fHIJ
焦点に合致するように配置され、第2正レンズ6bの後
側焦点位置にフォトアレー14が配置されている。従っ
て、被検レンズ(L)が測定光路中にない嚇合、又は被
検レンズ■の屈折力が零である場合には、す1ノーレン
ズ7 k 7jhる光線は常5図中に点線で示【7たと
とく、イメージローチーター8、マスク3、hZ 1
jE’、 I/ンズ6m’(r通過した両光1+111
10に平行となり、42正レンズ6bの後側焦点、すな
わち)Aドアレイ4の中心に集光される。この時フォト
アレー4からの出力IN号においてy、−y@ =oと
なる。被検レンズ(■−が正屈折力の揚台は図中実線で
示したごとく、マスク3の2つのスリット3a、3hi
通る光線は−それぞれフォトアレイ4上に達し、光の縞
3a’、3b’を形成する2、被検1ノンズ(Qが負屈
折力の揚台には2つの光のi3g’、3b’の位置が逆
転する。 このように本実施例におい゛〔も、jd 4図に示した
第2実施例と同fiPに被検lノノズの光学特性を測定
することができる。イバ号処理系は第3図とほぼ同様で
可能である。本実施例は前l己の実施例において、ステ
ツビノグモータによりマスク3とフォト7レイ4とを一
体で回転させる代りに、イメージローチーター8を回転
させる事で同じ効果k (rfるものである。 これは前記の実施例でマスク3と電気部品である〕場ド
アレイ4とi−1ト的に回転さぜるのに対し、イメージ
ローチータ8のみが同転し、他は同定であるため簡がか
つ小型VC,溝成で籾、製作上もずっと容易である。l
また、本実細別ではイメージl1J−データ8の住方に
マスクを配置しな番゛フれば乃2らず、マスクを?I&
+酊しンズ近湾に配置4.−ノーることかできないの
で、リレーレンズ7によ・つてマスク3の保全被検レン
ズル)の頂点位置近傍にrtt成し、同じ効果を得てい
る。従って、マスク3を被塗レンズL)の近傍に配置位
しなくてよいので、被検レンズ周辺の1膚は設計上の自
由度が増すとともに、測足者によってマスクが場つりも
れたり、汚されたりする危険がないという利点も生ずる
つイメージローチーター8はネに検しノズt)とリレー
レンズTとの間、又はリレーレンズ1とマスク3との閣
のどちらに置いても作111は同じであるが、tlII
I足光束はリレー1ノ:ノズTとマスク3との曲e、一
度光軸近くにれ一井るのC1この付近に14<方が小さ
くできてbr都合である。イメージローチーターとして
は公知の傭々のものを用いることができるが、/’l)
6図(A)及び田)に示したごと巻2つのプリズム8
g。 8bからなるもの’ir−Illいることが望マしい。 46図Clのイメージローチーターe111.\°Lプ
リズムとしてよく)11いられるいわゆる・(’f−ヤ
ンプリズムからダハ面ヲ1乍いたもCバ「二あり、小型
に(14成する仁とがr:きる。また単6図()l)の
イメージt」−データーはアツベ型といわれるものでペ
チャン型より大きくなるが、2 (IAIのプリズム8
c、8rlt貼り合わせる仁とができるため、ペフZ1
フン型上りv1作上客易になる。 □また、4λ
1正1ノンス6 a ’%〜マスク3の近傍に配置#、
す、6代りに、マスク3と41 、iElノノズthk
−1本化−することもできる。すなわちマスク3に正の
屈折力を持たせるのである。 マスクの構成と1.てtよ金属板にスリット孔をあけて
もよいが、硝子板にスリットパターン全蒸着さするのが
止子1市でありう。ξのg4合。 7A着しないかの而を凸面に形1曳[71!−のjrl
折力全与、+るととによって、実I″l的にM1iEl
ノンズの(幾能を持た忙ることができる。、さらに、マ
スク3とフォトアレイ4との間に41 iE、レンズ6
aと第2正レンズ6bとを分離した上記の構成において
は、リレー1ノンズTと第1正レンズ(iaとのけ酸系
がアフォーカル糸?形成するため?!! ilt・調整
が容易となるが、r゛a1、第2正レンズfia、6b
t1つの正レンズで置き遵えることも町11目でイ〕る
。この場合にも、リレー1ノンズTの後(KI焦点がフ
ォトアレイ4の中11)(fI:輔との交点)と共役に
なる構成とすれば、被検レンズが1lill定毘路中に
ない、W合又は被検L・ンズの屈折力が零である。74
準状態において、フォトアレイ4の出力ffi号のうち
Y+ V鵞”C零とすることができる。 上11己の共役関係、ilFびにリレーレンズTに関す
るマスク3と被検レンズ(11のm点との共役関係は必
ずしも厳密に維持される必9は表いが、最も望ましい構
成である。 i 51’;?lに示した第3実施例ではさらに、プリ
ズム度数の測定範囲を拡大するために、コリメーターレ
ンズ2と被検レンズ(1ンとの間にロータリープリズム
9が設置されている。ロータリープリズムというのは二
11・ηの楔プリズムよりなり、互に逆回転させ“る事
に、しってプリズム置数を連Ut的に変える事ができ、
全体全回転させる事によりプリズム基底方向を変える事
がCきる光学部材である。この場合は、測定者が手−!
IJ1で操作し−Cもよく、また、サーボ機構全イ1加
して自動的に動作さぜる事も可能である。 乱;f5i 41+とフォトアレイの方向が一致しない
場合には第2図(C)に例示したように縞3a′。 3b’とフォトアレイかよ斜めに交わる。そこで、第7
図の平面図のように互に平行な2本のフオトア1ノイ4
m、4b金配置1!!、すれば、測定紅腺方向が被検レ
ンズの乱視軸の一方に合致した時、フォトアレイ4ae
41+に対して縞が垂irjに父わるから、縞3a’
、3b’七の交点の座痺が2本のフォトアレイで等しい
こと全1負出することによりi’iL、イ児東It f
を利足することができる。この構成に1tLtよレン
ズ通数の極1代の検出と合わ、忙て、(ガ高い精1rI
iで乱視軸を測定することができる。′また、鳩8図(
4)のがl境図に示した上うにビームスプリッタ−40
ケ1!P、川して2本以りのフォトアレ−f41゜42
を実際1継[1なく樅に連結する早ができ、測定範囲の
拡大またはd1尾積!Wの向上を行なうことがtjJ能
で凌)、イ)。ずなわらヒームスプリッターで分岐され
ろ2つのt II’−;s−J二にしれそれフォトアレ
イ41.42’i丸いの位置tずらヒて配置、すれtJ
’、・08図(B)の平面図に示(7たととく実質的に
より長い一本のフォト7レイとして機能させることがで
きる。 第9図に示1.た帛4実カ゛1(同は、リレーレンズと
イメージし1−テークとの曲の場合ぜ紫有するものであ
り、図中では前述の実施例と同一機能の部材ケ同−符号
で示した。この実hII1例では半砿過プリズム8aと
面角プリズム8bとがイメージローデータ会・(14成
する。リレーレンズ1を、端面した光)1−ロ、ビーム
スブ′リッタとしての半XM、過プリスム9 m (c
秀Jlli L、、直角三角形プリズム8bで占び半1
層過プリズム8aの方へ反射される。そし′C1’t’
iM yiAプリズム8aで反射され、マスク3 (
c+lFiつてフォトアレイ4に達する。本実施例Cも
リレーレンズTに関(7て被+衷レンズU−の頂点近傍
とマスク3とが共役である。ここで直角三角形ブリスh
[1hケ光1痢10′に回転中lL?と[2て図示な
きモーターにより回転さIすることによ°−)て、被検
1ノンスIL)ケ超過する光束ケマスク3とフォト7レ
イ4とに対して相対的に回I曹させることが′C^、曲
目12の実施例と回(・−に被検レンズ(シ)のあらゆ
る?t’7東方向での+lll >12 f行なうこと
ができる。 上記のような各(1ケ成におい乙は破(嫂レンズが多少
イー心して配置されでも、スリット状開[]部に対応す
る光の縞が73ドアレイ上にあれば、被検レンズの光学
緒特性を測定することができる。(7かし、被検1ノン
スの飼心液が大きくなると、第10図の仁とく、岐検レ
ンズ(1,1は光軸上でプリズム作用金持たなくともそ
の軸り1ではプリズム作用を持っカ・−め、スリット状
開11部38,3bに一幻応する光の縞3a/ 、3b
’がフォトアレイ4がら離れてしまい測定することがで
きなくなる。また、$jlJ足中フォトアレイ4 K対
鳥もしだに倹レンズの各経線方向は必らず【−もケシ側
11涌んでいないので、プリズム度数に乱睨度数による
プリズム作用メp−加わることがあり、被検レンズに強
瓜の札祝がある場合にはプリズムtfc、数とプリズム
基既方向の測定V(−誤差を生じ易い。 これらの間断を刈1)るため番′へ、本発明においてe
」さらに、スリッド(チ”、1eFi 11 f−*す
るマスクとフォト7レイとの間にスリット状開口の長手
方向に屈折カラ・侍で)円柱レンズを配置(7、スリッ
ト状開口部の長手方向と光軸とに平行な面内でマスクノ
ーフオトアEノイとが共役になるように構成した。第1
1図はこの状態の原理を示す斜視図であシ、円柱レンズ
20が挿入されまた被検レンズ(Qが偏心して配置され
ている他は第1図と全く同じ構成である。マスク3上の
スリット状開口部3a、3bの長手方向がX軸に平行で
あるとすると、フォトアレイの長手方向はy軸に平行で
あり、これらの間に円柱レンズ20が設けられている。 円柱レンズは光軸10とX軸とを含む面内で正の屈折力
を有し、この面に平行な面内でマスク3とフォトアレイ
4とが円柱レンズ20に関して共役である。従って、ス
リット状開口部3a、3bi通る光線は全てフォトアレ
イ4を中心としてX軸方向で所定の範囲内に集光され、
もはや光の縞3./ 、3b/がフォトアレイから離れ
ることはない。この場合のフォトアレイ4上での縞3a
’、3b′の状態は第12図■、第12図(B)又は第
12図(C)のごとき状態のいずれかであり、被検レン
ズにプリズム度数が加わっていたとしても前述した第2
図(B) 、 14% 2図(C) //−)ように縞
が片寄ることはない。すなわちAl 12図(A)はイ
I!+倹レンズに乱視とプリズム作用ない場合、第12
図(B)はプリズムが、ちる場合1.i% 12図(C
))二1乱視とプリズムとがあり乱睨軸がy軸(測定経
線方向)と一致しない一般的な場合であも。そ[7て、
2本のA)glのフォトアレイ上でのr〜iij“イ、
y、。 y、を検出しS3’1F! より1ノンズ朋数金、ま
た(y+ ÷y++)/2よりプリズム度数を測定す
ることがCへる。その最大1直が被検レンズのプリズム
度数であり、その回転角度位置がプリズム基1F(方向
となる。この、14合、フォトアレイ4に対16する経
線方向は常に光軸10を含んでいるので、乱?1AIt
s数によるプリズム作用tよ加わらず、純粋にプリズム
+1 p ’q:測定することができる2、被IAレン
ズの各経線方向での測定のだめには、マスク3、円柱レ
ンズ20及びフォトアレイ4ft−fl的に光tla+
10のまわりに回転させればよい。 このような円柱lノンズを用いて被検レンズの(ロ)心
付IF7.Cも:d(1定1−得る第5実施例の信成′
fc第13(図(A)及び()1)に示す。本実施例れ
t前述したx+c 3 実施例(135図)に内性しン
ズケ加えた構成Cを】る。第13図(A) 11スリッ
ト伏開ロ部3R,3bの長手方向に(ip1μJ〜なわ
ちフォトアレイ4に平行な面内での光路図であり、第1
3図(B)な31.スリット状開口1fi13a、3b
の長手方間に’l’−rJ”jなわちフォトアレイ4に
堆Iaな面内での31;分光路(〉4である。内柱レン
ズ20は第1正1ノンズ6aと第2正し/ンズ6bとの
間に配に!され、スリット状開1’、、l fns 3
s 。 3bの長手方向にのみ正屈近力?r角[7ている。 従って、円柱レンズ20は21番13図(A)では1f
′−行平面ガラスとしてf幾能【2、第13図(B)で
正レンズとしで惧+’iU している。図中、被検レン
ズがない喝aの光線全実線で1.iE ylil !斥
力の被沃レンズ(点線で図示)が測定される際の光it
点線でそれぞれ示した。、IM、マスク3までの光路は
回転対称であ)て、第13図(B)では413図(A)
と等価であるため一部省略1.た。 1613 p、I (B)に示(7丸ごとくスリット状
開口部3aの両)喘P、t’、141J’、常にフォト
アレイ4に四し7て対称な位にバP/、Q/と兵役であ
り、この図の面内ではスリット状開口の貫がフォト7レ
イヒで帛に一定位II7にあることが判る。 本実施例でもイメージローチーター8を図示なき駆動手
段によって>Y、: l′til+ 10を中心としで
回転させ1しげ、彼t〜レンズのIにてのl!!I早方
向での測定がなされる。1d号処理系として(・ま弔3
図に示したのと同様の摺4 t 114いれはよい。 円柱レンズ20と!82止1ノンズ6b、L:ff1−
1+化L、11円のトーリックレンズで47fbVする
ことも可能である。 上n+2の各実MII例ではいずれもマスク3に2つの
スリツト状開ロ部f:設けたが、2つに限る必要はなく
3つば上でありてもよい。フォト7レイ4と(7で例え
Ff、1次元CCDアレイケ用いれば、?)1. /=
、Qの光位信訴・検出することができるからであるった
だ17、スリット状開口部があまり多いとフォトアレイ
」二でσ)縞との状開L1都ケ3つ設ける場合1例えば
襖141シ(の平面図に示すごとく、マスク3の中/L
?(光軸位置)外の一方に2本のスリット3訊、。 38、全隣接して設は他方にξれり、と平行にM 3の
スリット3bを設けれケよ、ノ4゛I・アレイ上でV4
mする2本の縞ともう1本の縞とが形成される。このよ
うにマスク上の一方のスリット’t−1iyJ 接する
2木のスリットとj−ることにより前述した2つのスリ
ット状開口部3色。 3 b (1)識別を可能にすることができる。従って
、既に述べた通り、マスクとフォトアレイとの同の投影
レンズの作用′により被検レンズの屈折力が正か負かに
よってフォトアレイ上での2本の編3m’ 、3b’の
位数が逆転する場合に、■!・か負かの↑α別金容易帳
することがで合る。 また、スリット状開口部を1′−)のみ設けた構成によ
っても被検レンズの光学的緒特性を測にすることができ
る。この場ローの原理を第15図の斜視図に、井た′フ
ォトアレイ上での縞の状態金’JT 1 ft M (
A) 〜(C) K: 示L7)−0小15図の状態e
よ第1図におい”で一方のスリット状開口部3b’fr
除いた伏襲に5[7い。この様な構成においては、ある
経をψ方向の測定のためにマスク3を回転させ、マスク
3が180゜回転する始めと終りのそれぞれの時のM+
3a’の位IN e Ff4出す2)ことが心安である
。 78t 。 図偽)は被検レンズが球面レンズである場80例、(B
)はプリズム電数を持つ場合の例、(C)は乱視レンズ
であって乱?J′i!軸が+)111足径線方向に一致
していない、場合の■であり、マスクが180°回転す
る始めの時の縞3軌′を実線で、粋すの時の縞sa”を
点線でそれぞれ示り、り、l MX 16 (xi(A
t 〜<L’H”Cjr’、した、状態は前述した第2
図(4)〜(C)の状k、(4と実・鱈的に同一であり
、同様に’J+ −Ft よりレンズF8−数を、(
y+”y、)/2よシブリズム1ルー数全検出すること
ができる。このようなスリット状開口部が1つのみであ
る1崎台にも前述した各実施例のごとく、投影レンズや
リレーレンズ、イメージローデータ′=−ヲ用い同様に
構成することができる。また前述したようにマスクとフ
ォトアレイとの間に円柱レンズを配置することも同様に
有効である。 淘、スリット状開口部全1つだけ設ける場合には、受光
部材として1次元CCDアレイ等のフォトアレイの代り
にポジションセンサーといわれる1次元位置検出素子を
用いることができる。ポジションセンサーは大きさを持
った光スポットが当るとその荷重平均位1胤全出力し、
同時には受光面上での1点のみしか検出することができ
女いが、はぼ瞬時に読出し可能でありCCDアレイのよ
うな読出しのタイムラグがなく、連続的な読出しも可能
である。但しt・スリット状開口部を2つ設ける場合に
は被検1ノンズを通る光束に対してマスクと受光部材と
を180°回転させれば全ての測定を完了することがで
きるが、スリット状開口部が1つだけの場合には少なく
とも3600の回転が必要である。また、この場合前述
したようにある経線方向での測定のためにも180°回
転させてその前後の2つの信号が対と力って初めて測定
されるため、測定中に被検レンズが動けば測定誤差を生
じ品い。スリット大開口部が光軸をはさんで複数ある場
合にはこのような問題が生ずることはない。 さて、上記の構成においては、点光源とコリメーターレ
ンズとを用いて被検レンズへ平行光束を投射し之が、こ
れに限られるものではない。平行光束は最も簡単である
が、むしろ平行状態?はずすことによって測定レンジ全
拡大することめ;できる。例えば第17図に示したごと
く、コリメーターレンズ2の前側焦点F上に第1の発光
ダイオード1 a ’c 、その前後にM2+第3の発
光ダイオード1b。 Ice設け、必要に応じて選択的に用いることができる
っ第1発光ダイオード1aによれば点線で示したごとく
役検レンズし)へ平行光束を供給できるが、第2発光ダ
イオード1bを発光させれば実線で示したごとく被検レ
ンズ(υへ収斂光束が供給され、被検レンズ0.)が強
い負屈折力をIテつ、喝合の測定に有利でめるり第3発
光ダイJ−ドlc’を用いれば被検レンズへ発敗光東が
供給され被検レンズが強度の正レンズである場合に有利
である。このような測定レンジの拡大は、マスクと受光
部材との間に正又は負のレンズ全選択的に挿入しても達
成することができる。また、被検レンズオコリメーター
レンズの後側焦点位置に配置すれば、光源の位置と被検
1ノンズに入射°J“る光束のディオプターとの関係が
リニアーになり好本(を合である仁とはいうまでもない
。 尚、上NLの説明では全てマスクにスリット状の開口部
t・設ける構成としたが、逆にスリット状部分を萌九部
とし他の部分を透過させる構成とすることもで自る。こ
の場合に受光部材は光の明線ではなく暗線のもt +r
t ′fc検出すれば、同lI+、の測定が可能である
。本発明においては、被検レンズ上で光軸外のik線部
分を通る光線束に対応する情報4得ることのみが必要で
あり、とのri1?Aに部分と他の部分との光電的判別
さえCきればその手段は問わない。 光の調光による分離や波長域の選択的透過でも可fi目
である。また光源としては、発光ダイオードに限らず、
半導体レーザーでもよい(7、タングステンランプ等の
一般的杭球からの光束を集光レンズによりピンホール上
に投影しこのピンホールを実質的九(r”?、とじて用
いることも可能である。 以上のように、本発明によれは4111定−)Y;蛸を
挾む2本の11紳状光栄のイルツー+楓から、破1呻レ
ンズの球面度数、古1. ′yAである場合の円柱It
’(’、数と乱視1M方向、及びプリズム1#;用があ
る14合のプリズム#、aとぞの基底方向を含め全ての
)r71Fr特性を検出することができ、比較的同鵬な
構成で高fJ I&に測定することができる。17かも
受光素子は一次元素子で十分であり、−次元素子上での
光位置の1六癩から全ての6111 !がなされるため
浦号処理系の構成も闇単であり演)γlit、−間も(
参めて短時間であi)迅連なallllll桁合うとと
一′バできる。 lr+J s上[1[]の、説明ではレンズの副>Ii
装置^゛、螢中心に述べたが、これに限らず本発明をよ
眼の屈折特性のdilJ屋や角膜等の曲面の曲率半径の
測定にも応用することがで角、いずれの場合にもマイク
ロ:」ンビューターとの和合ぜにより全ての測′Aピk
・自動化ノ゛ることかできる。
記受光部材上での前記j1■光1■1材により制限され
た直線状部分に対応する位1i′fによシ前記被倹光学
系のl1il尉↑^報紮暎出−するもt/)−’Qある
。 ナず、本発明の原理全41図に1.たがっ−C説明する
。光源1より発し九九は、コリメーターレンズ2によ−
って千行光東となり、被検1ノンズII、)に入射し、
その屈折!1!¥+Ibに応じて屈折される。被検1メ
ンズの近傍には、光軸1oに対して対称A1つ互に平行
(X方向)な2本のスリット伏開ロ部3a、abi光軸
外に有するマスク3が配置されており、マスク3がら光
軸上j:)i ノ可の距離だけ離れて、光軸に垂i白か
つflは対称にして前141uスリツト3s、3bに垂
直(3・方向)に1次元検出アlノイ(以下単にフォト
アレイと称す)4が配置1りIされでいる。 マスク3を通った光tit、フォトアレイ4に到達し、
2本のスリットに対応し7て2本の縞3a′。 ab’t++−s成する。フォトアレイ4と縞3B’。 3b′との位lf関係は1、被検レンズに乱視とプリズ
ムがないv4合には第2図(A)のようになる。この、
鳴合フォトアレイと光軸との交点を座+#4原点にとシ
、フォトアレイ4の方向ヲy軸にとり、2本の縞3a/
、3b/がフォトアレイを切る点の位置を夫々V++
3’2とすると、この場付はFz=−Ft となセ、縞
の間隔7s Ftが被検レンズのy方向での球面度数
に対応する。また乱視がなく、プリズムがある場合LL
例えば第2図(B)のようになり、2本の縞3a’、3
b’の中心の原点からのずれPがプリズム度数に剌1応
し、ずれのy軸成分(yI +y! )/2がプリズム
度数のy軸方向の成分に対応する。マSらに、乱視とプ
リズム両方があり、乱視1111Iもy軸(測定ドア、
線方向)と一致17ないような一般的な場合は第2図C
)のようになる。2本(゛)縞38′。 3b’の間隔’I、 Vtはレンズ度数のy軸方向の
成分にメJ15L、、絹の中心位置(3’++Ft)/
2はプリズム度数のy軸方向の成分に対応する。そこで
、マスク3とフォトアレイ4とを一体として光fiII
IIk中ノ[?に、誠倹レンズに対して相対的に回転さ
u−it、 を丁、各経線方向のレンズ1(数とブ′リ
ズム1g−劣只を(ξ用足”!る事ができる。そし−〔
、レンズ度数が、最大と最小のとき、2本の主経線方向
のレンズ度数が得られ、このときの回転角位置より乱視
11’l11方向が41)られる。また、プリズム度数
が最大のときの値が、ヰ皮検レンズのプリズム度数とな
υ、このときの回転角位rtttよりプリズム基底方向
が得られる。 ハ)3図は以上の原理に基づいた第1実施例の概略t:
V成図である。マスク3とフォトアレイ4とは一体的に
、ステッピングモータ5の回+ilべfl’lllに数
句けられ、う’に +IIl+ 10 ′(i:中心と
して回転可能である。ステッピングモータ5はモータ1
ソ1にr+rb回1.各11によp駆tli!+され、
フォトアレイ4上での2本の縞の位置が光、(負出回路
12により検出される。光検出回路12及びモータ駆i
!i’lJ回路11はインターフェイス回路13を介し
てマ・rクロプロセラ(す14に接続されている。マイ
クロプロセッサ14ではマスク3とフォトアレイ4との
各回転位置ごとに前述のごとく、Yt −’!2 よ
り1]シズe教を、また( y 1+ y t )
/ 2よりプリズム度&? を検出し、マスク3とフォ
トアレイ4との少なくとも180°にわたる回転範囲に
おいて%3’l 3’2の最大11η及び最小直を
求めこれらに対応するマスク及びフォトアレイの回転角
度位置により乱視度数と乱視軸を求めるまた、プリズム
度数の最大値とこれ依二対応するマスク及びフォトアレ
イの回転角度位置によりプリズム度数とプリズム方向を
求める。 そ【−て、これらの1直はそれぞれ1′9に望の表示型
式で表4モ装置15によシ表示される。 本発明による帛2夾施t・すは第4図の概略構成図に示
したごとく、マスク3とフォトアレイ4との間に投影レ
ンズ6が配置、され、フォトアレイ4の位置は投影レン
ズ6の陵側焦点位置には理合致している。第4図図中f
t 3−図と同一の符号は第1実施例と同等の部材を表
わ【7、信号処理系は第1実施yIIとtlは同一で為
るので省略した。仁の構成においては、被検レンズ(υ
が測定光路中にない場合又は被検レンズ(L)に全<
Jiit折力がない、嚇合、コリメーターレンズ2を射
出する平行光束が、マスク3投影レンズ6を通シフオド
7レイ4の中心部ぢ元軸10上に集光される。従つ−〔
、この場゛合マスク3上の2つのスリット3 g +
3 b f通過する光りは図中点線で示しだごとく全て
フォトアレイ4の中心に達し、2木の縞は形成場れない
。図示のごとく正屈折力の被検レンズα、)が光路中の
マスク3に隣接して設けられると、英純で示したごとく
マスク3の2つのスリンl”3a、3bに対応(7て2
本の縞3a’、3b’が)第1・アレイ4−ヒに形成さ
れる。被検レンズ(L)が負)+7’=折力である場合
は2本の縞3a′、3b′の位置は図中で上下逆転する
。従って、このような投影レンズ6を設けることによシ
、被・険しシズ0.)の屈折力が零の時を基準として、
フォトアレイ4上での2つの縞の相対的の間隔が被険レ
ンズの屈折力の絶対値に対応することとなり、+lI’
l定が1#6単かつ正確となI)製造、調整も容易にな
る。 第5図を土木発明による小3実施例の光学系を示す概略
断面図である。本実施例では、被検レンズ(gの後方に
リレーレンズγが設けられ、このリレーレンズ1に関し
て被検レンズ色)とはぼ共役な位置に2つのスリット3
m。 3bを有するマスク3が設けられている。リレーレンズ
Tとマスク3との曲には光束回転手段としてのイメージ
ローチーター8が配置されている。マスク3の後方には
第1正レンズ6aがマスク3に隣接して設けられ、また
やや離れて第2正レンズ6bが設けられている。第1正
レンズ6&と第2正レンズ6bとは両者の合成系によっ
て上記の没影レンズ6としての作用金有する。14 を
正レンズ68の前側焦点はリレーレンズTの後fHIJ
焦点に合致するように配置され、第2正レンズ6bの後
側焦点位置にフォトアレー14が配置されている。従っ
て、被検レンズ(L)が測定光路中にない嚇合、又は被
検レンズ■の屈折力が零である場合には、す1ノーレン
ズ7 k 7jhる光線は常5図中に点線で示【7たと
とく、イメージローチーター8、マスク3、hZ 1
jE’、 I/ンズ6m’(r通過した両光1+111
10に平行となり、42正レンズ6bの後側焦点、すな
わち)Aドアレイ4の中心に集光される。この時フォト
アレー4からの出力IN号においてy、−y@ =oと
なる。被検レンズ(■−が正屈折力の揚台は図中実線で
示したごとく、マスク3の2つのスリット3a、3hi
通る光線は−それぞれフォトアレイ4上に達し、光の縞
3a’、3b’を形成する2、被検1ノンズ(Qが負屈
折力の揚台には2つの光のi3g’、3b’の位置が逆
転する。 このように本実施例におい゛〔も、jd 4図に示した
第2実施例と同fiPに被検lノノズの光学特性を測定
することができる。イバ号処理系は第3図とほぼ同様で
可能である。本実施例は前l己の実施例において、ステ
ツビノグモータによりマスク3とフォト7レイ4とを一
体で回転させる代りに、イメージローチーター8を回転
させる事で同じ効果k (rfるものである。 これは前記の実施例でマスク3と電気部品である〕場ド
アレイ4とi−1ト的に回転さぜるのに対し、イメージ
ローチータ8のみが同転し、他は同定であるため簡がか
つ小型VC,溝成で籾、製作上もずっと容易である。l
また、本実細別ではイメージl1J−データ8の住方に
マスクを配置しな番゛フれば乃2らず、マスクを?I&
+酊しンズ近湾に配置4.−ノーることかできないの
で、リレーレンズ7によ・つてマスク3の保全被検レン
ズル)の頂点位置近傍にrtt成し、同じ効果を得てい
る。従って、マスク3を被塗レンズL)の近傍に配置位
しなくてよいので、被検レンズ周辺の1膚は設計上の自
由度が増すとともに、測足者によってマスクが場つりも
れたり、汚されたりする危険がないという利点も生ずる
つイメージローチーター8はネに検しノズt)とリレー
レンズTとの間、又はリレーレンズ1とマスク3との閣
のどちらに置いても作111は同じであるが、tlII
I足光束はリレー1ノ:ノズTとマスク3との曲e、一
度光軸近くにれ一井るのC1この付近に14<方が小さ
くできてbr都合である。イメージローチーターとして
は公知の傭々のものを用いることができるが、/’l)
6図(A)及び田)に示したごと巻2つのプリズム8
g。 8bからなるもの’ir−Illいることが望マしい。 46図Clのイメージローチーターe111.\°Lプ
リズムとしてよく)11いられるいわゆる・(’f−ヤ
ンプリズムからダハ面ヲ1乍いたもCバ「二あり、小型
に(14成する仁とがr:きる。また単6図()l)の
イメージt」−データーはアツベ型といわれるものでペ
チャン型より大きくなるが、2 (IAIのプリズム8
c、8rlt貼り合わせる仁とができるため、ペフZ1
フン型上りv1作上客易になる。 □また、4λ
1正1ノンス6 a ’%〜マスク3の近傍に配置#、
す、6代りに、マスク3と41 、iElノノズthk
−1本化−することもできる。すなわちマスク3に正の
屈折力を持たせるのである。 マスクの構成と1.てtよ金属板にスリット孔をあけて
もよいが、硝子板にスリットパターン全蒸着さするのが
止子1市でありう。ξのg4合。 7A着しないかの而を凸面に形1曳[71!−のjrl
折力全与、+るととによって、実I″l的にM1iEl
ノンズの(幾能を持た忙ることができる。、さらに、マ
スク3とフォトアレイ4との間に41 iE、レンズ6
aと第2正レンズ6bとを分離した上記の構成において
は、リレー1ノンズTと第1正レンズ(iaとのけ酸系
がアフォーカル糸?形成するため?!! ilt・調整
が容易となるが、r゛a1、第2正レンズfia、6b
t1つの正レンズで置き遵えることも町11目でイ〕る
。この場合にも、リレー1ノンズTの後(KI焦点がフ
ォトアレイ4の中11)(fI:輔との交点)と共役に
なる構成とすれば、被検レンズが1lill定毘路中に
ない、W合又は被検L・ンズの屈折力が零である。74
準状態において、フォトアレイ4の出力ffi号のうち
Y+ V鵞”C零とすることができる。 上11己の共役関係、ilFびにリレーレンズTに関す
るマスク3と被検レンズ(11のm点との共役関係は必
ずしも厳密に維持される必9は表いが、最も望ましい構
成である。 i 51’;?lに示した第3実施例ではさらに、プリ
ズム度数の測定範囲を拡大するために、コリメーターレ
ンズ2と被検レンズ(1ンとの間にロータリープリズム
9が設置されている。ロータリープリズムというのは二
11・ηの楔プリズムよりなり、互に逆回転させ“る事
に、しってプリズム置数を連Ut的に変える事ができ、
全体全回転させる事によりプリズム基底方向を変える事
がCきる光学部材である。この場合は、測定者が手−!
IJ1で操作し−Cもよく、また、サーボ機構全イ1加
して自動的に動作さぜる事も可能である。 乱;f5i 41+とフォトアレイの方向が一致しない
場合には第2図(C)に例示したように縞3a′。 3b’とフォトアレイかよ斜めに交わる。そこで、第7
図の平面図のように互に平行な2本のフオトア1ノイ4
m、4b金配置1!!、すれば、測定紅腺方向が被検レ
ンズの乱視軸の一方に合致した時、フォトアレイ4ae
41+に対して縞が垂irjに父わるから、縞3a’
、3b’七の交点の座痺が2本のフォトアレイで等しい
こと全1負出することによりi’iL、イ児東It f
を利足することができる。この構成に1tLtよレン
ズ通数の極1代の検出と合わ、忙て、(ガ高い精1rI
iで乱視軸を測定することができる。′また、鳩8図(
4)のがl境図に示した上うにビームスプリッタ−40
ケ1!P、川して2本以りのフォトアレ−f41゜42
を実際1継[1なく樅に連結する早ができ、測定範囲の
拡大またはd1尾積!Wの向上を行なうことがtjJ能
で凌)、イ)。ずなわらヒームスプリッターで分岐され
ろ2つのt II’−;s−J二にしれそれフォトアレ
イ41.42’i丸いの位置tずらヒて配置、すれtJ
’、・08図(B)の平面図に示(7たととく実質的に
より長い一本のフォト7レイとして機能させることがで
きる。 第9図に示1.た帛4実カ゛1(同は、リレーレンズと
イメージし1−テークとの曲の場合ぜ紫有するものであ
り、図中では前述の実施例と同一機能の部材ケ同−符号
で示した。この実hII1例では半砿過プリズム8aと
面角プリズム8bとがイメージローデータ会・(14成
する。リレーレンズ1を、端面した光)1−ロ、ビーム
スブ′リッタとしての半XM、過プリスム9 m (c
秀Jlli L、、直角三角形プリズム8bで占び半1
層過プリズム8aの方へ反射される。そし′C1’t’
iM yiAプリズム8aで反射され、マスク3 (
c+lFiつてフォトアレイ4に達する。本実施例Cも
リレーレンズTに関(7て被+衷レンズU−の頂点近傍
とマスク3とが共役である。ここで直角三角形ブリスh
[1hケ光1痢10′に回転中lL?と[2て図示な
きモーターにより回転さIすることによ°−)て、被検
1ノンスIL)ケ超過する光束ケマスク3とフォト7レ
イ4とに対して相対的に回I曹させることが′C^、曲
目12の実施例と回(・−に被検レンズ(シ)のあらゆ
る?t’7東方向での+lll >12 f行なうこと
ができる。 上記のような各(1ケ成におい乙は破(嫂レンズが多少
イー心して配置されでも、スリット状開[]部に対応す
る光の縞が73ドアレイ上にあれば、被検レンズの光学
緒特性を測定することができる。(7かし、被検1ノン
スの飼心液が大きくなると、第10図の仁とく、岐検レ
ンズ(1,1は光軸上でプリズム作用金持たなくともそ
の軸り1ではプリズム作用を持っカ・−め、スリット状
開11部38,3bに一幻応する光の縞3a/ 、3b
’がフォトアレイ4がら離れてしまい測定することがで
きなくなる。また、$jlJ足中フォトアレイ4 K対
鳥もしだに倹レンズの各経線方向は必らず【−もケシ側
11涌んでいないので、プリズム度数に乱睨度数による
プリズム作用メp−加わることがあり、被検レンズに強
瓜の札祝がある場合にはプリズムtfc、数とプリズム
基既方向の測定V(−誤差を生じ易い。 これらの間断を刈1)るため番′へ、本発明においてe
」さらに、スリッド(チ”、1eFi 11 f−*す
るマスクとフォト7レイとの間にスリット状開口の長手
方向に屈折カラ・侍で)円柱レンズを配置(7、スリッ
ト状開口部の長手方向と光軸とに平行な面内でマスクノ
ーフオトアEノイとが共役になるように構成した。第1
1図はこの状態の原理を示す斜視図であシ、円柱レンズ
20が挿入されまた被検レンズ(Qが偏心して配置され
ている他は第1図と全く同じ構成である。マスク3上の
スリット状開口部3a、3bの長手方向がX軸に平行で
あるとすると、フォトアレイの長手方向はy軸に平行で
あり、これらの間に円柱レンズ20が設けられている。 円柱レンズは光軸10とX軸とを含む面内で正の屈折力
を有し、この面に平行な面内でマスク3とフォトアレイ
4とが円柱レンズ20に関して共役である。従って、ス
リット状開口部3a、3bi通る光線は全てフォトアレ
イ4を中心としてX軸方向で所定の範囲内に集光され、
もはや光の縞3./ 、3b/がフォトアレイから離れ
ることはない。この場合のフォトアレイ4上での縞3a
’、3b′の状態は第12図■、第12図(B)又は第
12図(C)のごとき状態のいずれかであり、被検レン
ズにプリズム度数が加わっていたとしても前述した第2
図(B) 、 14% 2図(C) //−)ように縞
が片寄ることはない。すなわちAl 12図(A)はイ
I!+倹レンズに乱視とプリズム作用ない場合、第12
図(B)はプリズムが、ちる場合1.i% 12図(C
))二1乱視とプリズムとがあり乱睨軸がy軸(測定経
線方向)と一致しない一般的な場合であも。そ[7て、
2本のA)glのフォトアレイ上でのr〜iij“イ、
y、。 y、を検出しS3’1F! より1ノンズ朋数金、ま
た(y+ ÷y++)/2よりプリズム度数を測定す
ることがCへる。その最大1直が被検レンズのプリズム
度数であり、その回転角度位置がプリズム基1F(方向
となる。この、14合、フォトアレイ4に対16する経
線方向は常に光軸10を含んでいるので、乱?1AIt
s数によるプリズム作用tよ加わらず、純粋にプリズム
+1 p ’q:測定することができる2、被IAレン
ズの各経線方向での測定のだめには、マスク3、円柱レ
ンズ20及びフォトアレイ4ft−fl的に光tla+
10のまわりに回転させればよい。 このような円柱lノンズを用いて被検レンズの(ロ)心
付IF7.Cも:d(1定1−得る第5実施例の信成′
fc第13(図(A)及び()1)に示す。本実施例れ
t前述したx+c 3 実施例(135図)に内性しン
ズケ加えた構成Cを】る。第13図(A) 11スリッ
ト伏開ロ部3R,3bの長手方向に(ip1μJ〜なわ
ちフォトアレイ4に平行な面内での光路図であり、第1
3図(B)な31.スリット状開口1fi13a、3b
の長手方間に’l’−rJ”jなわちフォトアレイ4に
堆Iaな面内での31;分光路(〉4である。内柱レン
ズ20は第1正1ノンズ6aと第2正し/ンズ6bとの
間に配に!され、スリット状開1’、、l fns 3
s 。 3bの長手方向にのみ正屈近力?r角[7ている。 従って、円柱レンズ20は21番13図(A)では1f
′−行平面ガラスとしてf幾能【2、第13図(B)で
正レンズとしで惧+’iU している。図中、被検レン
ズがない喝aの光線全実線で1.iE ylil !斥
力の被沃レンズ(点線で図示)が測定される際の光it
点線でそれぞれ示した。、IM、マスク3までの光路は
回転対称であ)て、第13図(B)では413図(A)
と等価であるため一部省略1.た。 1613 p、I (B)に示(7丸ごとくスリット状
開口部3aの両)喘P、t’、141J’、常にフォト
アレイ4に四し7て対称な位にバP/、Q/と兵役であ
り、この図の面内ではスリット状開口の貫がフォト7レ
イヒで帛に一定位II7にあることが判る。 本実施例でもイメージローチーター8を図示なき駆動手
段によって>Y、: l′til+ 10を中心としで
回転させ1しげ、彼t〜レンズのIにてのl!!I早方
向での測定がなされる。1d号処理系として(・ま弔3
図に示したのと同様の摺4 t 114いれはよい。 円柱レンズ20と!82止1ノンズ6b、L:ff1−
1+化L、11円のトーリックレンズで47fbVする
ことも可能である。 上n+2の各実MII例ではいずれもマスク3に2つの
スリツト状開ロ部f:設けたが、2つに限る必要はなく
3つば上でありてもよい。フォト7レイ4と(7で例え
Ff、1次元CCDアレイケ用いれば、?)1. /=
、Qの光位信訴・検出することができるからであるった
だ17、スリット状開口部があまり多いとフォトアレイ
」二でσ)縞との状開L1都ケ3つ設ける場合1例えば
襖141シ(の平面図に示すごとく、マスク3の中/L
?(光軸位置)外の一方に2本のスリット3訊、。 38、全隣接して設は他方にξれり、と平行にM 3の
スリット3bを設けれケよ、ノ4゛I・アレイ上でV4
mする2本の縞ともう1本の縞とが形成される。このよ
うにマスク上の一方のスリット’t−1iyJ 接する
2木のスリットとj−ることにより前述した2つのスリ
ット状開口部3色。 3 b (1)識別を可能にすることができる。従って
、既に述べた通り、マスクとフォトアレイとの同の投影
レンズの作用′により被検レンズの屈折力が正か負かに
よってフォトアレイ上での2本の編3m’ 、3b’の
位数が逆転する場合に、■!・か負かの↑α別金容易帳
することがで合る。 また、スリット状開口部を1′−)のみ設けた構成によ
っても被検レンズの光学的緒特性を測にすることができ
る。この場ローの原理を第15図の斜視図に、井た′フ
ォトアレイ上での縞の状態金’JT 1 ft M (
A) 〜(C) K: 示L7)−0小15図の状態e
よ第1図におい”で一方のスリット状開口部3b’fr
除いた伏襲に5[7い。この様な構成においては、ある
経をψ方向の測定のためにマスク3を回転させ、マスク
3が180゜回転する始めと終りのそれぞれの時のM+
3a’の位IN e Ff4出す2)ことが心安である
。 78t 。 図偽)は被検レンズが球面レンズである場80例、(B
)はプリズム電数を持つ場合の例、(C)は乱視レンズ
であって乱?J′i!軸が+)111足径線方向に一致
していない、場合の■であり、マスクが180°回転す
る始めの時の縞3軌′を実線で、粋すの時の縞sa”を
点線でそれぞれ示り、り、l MX 16 (xi(A
t 〜<L’H”Cjr’、した、状態は前述した第2
図(4)〜(C)の状k、(4と実・鱈的に同一であり
、同様に’J+ −Ft よりレンズF8−数を、(
y+”y、)/2よシブリズム1ルー数全検出すること
ができる。このようなスリット状開口部が1つのみであ
る1崎台にも前述した各実施例のごとく、投影レンズや
リレーレンズ、イメージローデータ′=−ヲ用い同様に
構成することができる。また前述したようにマスクとフ
ォトアレイとの間に円柱レンズを配置することも同様に
有効である。 淘、スリット状開口部全1つだけ設ける場合には、受光
部材として1次元CCDアレイ等のフォトアレイの代り
にポジションセンサーといわれる1次元位置検出素子を
用いることができる。ポジションセンサーは大きさを持
った光スポットが当るとその荷重平均位1胤全出力し、
同時には受光面上での1点のみしか検出することができ
女いが、はぼ瞬時に読出し可能でありCCDアレイのよ
うな読出しのタイムラグがなく、連続的な読出しも可能
である。但しt・スリット状開口部を2つ設ける場合に
は被検1ノンズを通る光束に対してマスクと受光部材と
を180°回転させれば全ての測定を完了することがで
きるが、スリット状開口部が1つだけの場合には少なく
とも3600の回転が必要である。また、この場合前述
したようにある経線方向での測定のためにも180°回
転させてその前後の2つの信号が対と力って初めて測定
されるため、測定中に被検レンズが動けば測定誤差を生
じ品い。スリット大開口部が光軸をはさんで複数ある場
合にはこのような問題が生ずることはない。 さて、上記の構成においては、点光源とコリメーターレ
ンズとを用いて被検レンズへ平行光束を投射し之が、こ
れに限られるものではない。平行光束は最も簡単である
が、むしろ平行状態?はずすことによって測定レンジ全
拡大することめ;できる。例えば第17図に示したごと
く、コリメーターレンズ2の前側焦点F上に第1の発光
ダイオード1 a ’c 、その前後にM2+第3の発
光ダイオード1b。 Ice設け、必要に応じて選択的に用いることができる
っ第1発光ダイオード1aによれば点線で示したごとく
役検レンズし)へ平行光束を供給できるが、第2発光ダ
イオード1bを発光させれば実線で示したごとく被検レ
ンズ(υへ収斂光束が供給され、被検レンズ0.)が強
い負屈折力をIテつ、喝合の測定に有利でめるり第3発
光ダイJ−ドlc’を用いれば被検レンズへ発敗光東が
供給され被検レンズが強度の正レンズである場合に有利
である。このような測定レンジの拡大は、マスクと受光
部材との間に正又は負のレンズ全選択的に挿入しても達
成することができる。また、被検レンズオコリメーター
レンズの後側焦点位置に配置すれば、光源の位置と被検
1ノンズに入射°J“る光束のディオプターとの関係が
リニアーになり好本(を合である仁とはいうまでもない
。 尚、上NLの説明では全てマスクにスリット状の開口部
t・設ける構成としたが、逆にスリット状部分を萌九部
とし他の部分を透過させる構成とすることもで自る。こ
の場合に受光部材は光の明線ではなく暗線のもt +r
t ′fc検出すれば、同lI+、の測定が可能である
。本発明においては、被検レンズ上で光軸外のik線部
分を通る光線束に対応する情報4得ることのみが必要で
あり、とのri1?Aに部分と他の部分との光電的判別
さえCきればその手段は問わない。 光の調光による分離や波長域の選択的透過でも可fi目
である。また光源としては、発光ダイオードに限らず、
半導体レーザーでもよい(7、タングステンランプ等の
一般的杭球からの光束を集光レンズによりピンホール上
に投影しこのピンホールを実質的九(r”?、とじて用
いることも可能である。 以上のように、本発明によれは4111定−)Y;蛸を
挾む2本の11紳状光栄のイルツー+楓から、破1呻レ
ンズの球面度数、古1. ′yAである場合の円柱It
’(’、数と乱視1M方向、及びプリズム1#;用があ
る14合のプリズム#、aとぞの基底方向を含め全ての
)r71Fr特性を検出することができ、比較的同鵬な
構成で高fJ I&に測定することができる。17かも
受光素子は一次元素子で十分であり、−次元素子上での
光位置の1六癩から全ての6111 !がなされるため
浦号処理系の構成も闇単であり演)γlit、−間も(
参めて短時間であi)迅連なallllll桁合うとと
一′バできる。 lr+J s上[1[]の、説明ではレンズの副>Ii
装置^゛、螢中心に述べたが、これに限らず本発明をよ
眼の屈折特性のdilJ屋や角膜等の曲面の曲率半径の
測定にも応用することがで角、いずれの場合にもマイク
ロ:」ンビューターとの和合ぜにより全ての測′Aピk
・自動化ノ゛ることかできる。
第1図は本光明の原理を1況明する図、11)2図はフ
ォト7レイと縞との位置間1糸を示す平面図で42図図
仏は被検レンズに跣滉とプリズムがない場合、第2図(
D) 条J:乱視がなくプリズムがある中り第2図(C
)祉乱視とプリズムがある場a1第3図は本発明の第1
実施例の概略(n底置、第4図tよ本発明の#E 2
’μ施1りlの概略Inn−1帛5図は本発明の第3
、L4 Md例の光学系の概略断面図、第6図はイメー
ジローチーターのIyljで41i 6固執)はペチャ
ンプリズムからダハ面金除いたもの、第6図(川をまア
ツベ型である。第7図は乱視軸とフォトアレイの方向が
一致【2ない場合2本のフォトアレイと縞との位置間係
を示す一乎面図、第8図偽)はフォトアレイを実際上継
目なくたてに連結した斜視図、第8図(B)1よ平面図
である。第9図線本発明の第4実施例、第tora+、
を被検レンズの偏心犠が大きい場けの説明図、2+3i
i図はマスクと7オトアレイの間に円柱レンズを配置
【7た第10図の間鴫?解決(7た原理図、第12図は
第11図でのフォトアレイーヒでの縞の状態で第12図
(A)は被検レンズに乱視とプリズムがない、鳴合、i
lZ図(B)はプリズムがある場合、第12図(C)は
乱視とプリズムがあシ、乱視軸がy軸と一致しない、l
J4汀ゲ示す。 第13図は本発明の第516施トリで、+1’、 1
a IνJ(5)はフォトアレイに平行な曲内での光路
図、第13図(13)はフォトアレイに4N 1t4な
曲内での部分光路図である。第14図はマスクに3つの
スリット状開口部を設けた平面図、第15図はマスクに
スリット状開ロケ1つ設けた構成による被検レンズの光
学的緒特性の測定原理を示す斜視図、116(A) 〜
i16図(C)は第15図におけるフォトアレイ上の縞
の状態を示し、第16図(4)は被検レンズが球面レン
ズである場合の例、第16図■)はプリズム度数をもつ
場合の例、第16図(Qは乱視レンズであって乱視軸が
測定経線方向に一致していない場合の例を示す。第17
図は被検レンズへの光束を平行状態としない例(発光ダ
イオードを光源としだ例)を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 1・・・・・光源 L・・・・・被検レンズ 2・・・・・コリメータレンズ 3・・・・・マスク 3a、3b ・・・・・スリット状開口部4・・・・・
フォトアレイ 10・・・・・光軸 5・・・・・ステッピングモータ 8 ・・・・・イメージローデータ(光束回転手段)2
0 ・・・・・円柱レンズ 出願人 ; H本光学工q株式会社 矛1図 +2El (A )CB ’) (C) 第3図 +4凶 才5凶 (B) 矛7図 牙 第8図 (A) (Bン 1 z 千9凶 r: :に14図 矛16図 矛17凹 (
ォト7レイと縞との位置間1糸を示す平面図で42図図
仏は被検レンズに跣滉とプリズムがない場合、第2図(
D) 条J:乱視がなくプリズムがある中り第2図(C
)祉乱視とプリズムがある場a1第3図は本発明の第1
実施例の概略(n底置、第4図tよ本発明の#E 2
’μ施1りlの概略Inn−1帛5図は本発明の第3
、L4 Md例の光学系の概略断面図、第6図はイメー
ジローチーターのIyljで41i 6固執)はペチャ
ンプリズムからダハ面金除いたもの、第6図(川をまア
ツベ型である。第7図は乱視軸とフォトアレイの方向が
一致【2ない場合2本のフォトアレイと縞との位置間係
を示す一乎面図、第8図偽)はフォトアレイを実際上継
目なくたてに連結した斜視図、第8図(B)1よ平面図
である。第9図線本発明の第4実施例、第tora+、
を被検レンズの偏心犠が大きい場けの説明図、2+3i
i図はマスクと7オトアレイの間に円柱レンズを配置
【7た第10図の間鴫?解決(7た原理図、第12図は
第11図でのフォトアレイーヒでの縞の状態で第12図
(A)は被検レンズに乱視とプリズムがない、鳴合、i
lZ図(B)はプリズムがある場合、第12図(C)は
乱視とプリズムがあシ、乱視軸がy軸と一致しない、l
J4汀ゲ示す。 第13図は本発明の第516施トリで、+1’、 1
a IνJ(5)はフォトアレイに平行な曲内での光路
図、第13図(13)はフォトアレイに4N 1t4な
曲内での部分光路図である。第14図はマスクに3つの
スリット状開口部を設けた平面図、第15図はマスクに
スリット状開ロケ1つ設けた構成による被検レンズの光
学的緒特性の測定原理を示す斜視図、116(A) 〜
i16図(C)は第15図におけるフォトアレイ上の縞
の状態を示し、第16図(4)は被検レンズが球面レン
ズである場合の例、第16図■)はプリズム度数をもつ
場合の例、第16図(Qは乱視レンズであって乱視軸が
測定経線方向に一致していない場合の例を示す。第17
図は被検レンズへの光束を平行状態としない例(発光ダ
イオードを光源としだ例)を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 1・・・・・光源 L・・・・・被検レンズ 2・・・・・コリメータレンズ 3・・・・・マスク 3a、3b ・・・・・スリット状開口部4・・・・・
フォトアレイ 10・・・・・光軸 5・・・・・ステッピングモータ 8 ・・・・・イメージローデータ(光束回転手段)2
0 ・・・・・円柱レンズ 出願人 ; H本光学工q株式会社 矛1図 +2El (A )CB ’) (C) 第3図 +4凶 才5凶 (B) 矛7図 牙 第8図 (A) (Bン 1 z 千9凶 r: :に14図 矛16図 矛17凹 (
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被検光学系へ光束を供給するとともに測定用基準光
軸を設定する光束供給手段と、該基準光軸外の直線状部
分で光束を選択的に制限する遮光部材と、前記被検光学
系及び前記遮光部材を通過した光束を受光する受光部材
と、前記被検光学系を通過する光束に対、して前811
jtl光部拐と前記受光部材とを前記基準光軸を回転
中心として相対的に回転させる回転手段と金設け、前N
O受光部利上での前配萌光部劇により制限された直線状
部分に対応する位置により前記被検光学系の居折情報全
検出すること全特徴とする光学系の検査装置縦。 λ 被検光学系へ光束を供給するとともに測定用基準光
軸全設定する光束供給手段と、該基準光軸外の直線状部
分で光束1c選択的に制限する遮光部材と、前111被
倹光学系及び前1ii3 jll郡部4金通過した光束
を受光する受光部材と、前記遮光部材と前記受光部材と
の間に配置され、前記直線状部分の長手方向と光軸とに
平行な面内で前記遮光部材と前記受光部材とを共役に維
持するトーリックレンズと、前記遮光部材と前記受光部
材及び前記トーリックレンズと全曲−13基準光軸を回
転中心として前記被検光学系を通過する光束に対して相
対的に回転させる回転手段全イ]し、前記受光部材上で
の前記遮光部材に、しり制限されたiI¥線状部分に対
応する位置に」−シ前記被検光学系の屈折情報f、像検
出ることをl時機とする光学系の検査装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57136369A JPS5927237A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 光学系の検査装置 |
US06/519,538 US4641961A (en) | 1982-08-06 | 1983-08-01 | Apparatus for measuring the optical characteristics of an optical system to be examined |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57136369A JPS5927237A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 光学系の検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5927237A true JPS5927237A (ja) | 1984-02-13 |
JPH0365488B2 JPH0365488B2 (ja) | 1991-10-14 |
Family
ID=15173551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57136369A Granted JPS5927237A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 光学系の検査装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4641961A (ja) |
JP (1) | JPS5927237A (ja) |
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JPH0249558Y2 (ja) * | 1986-03-25 | 1990-12-27 | ||
DE4011992A1 (de) * | 1990-02-02 | 1991-10-17 | Rodenstock Instr | Einrichtung zum messen von refraktionseigenschaften optischer systeme mit aussergewoehnlichen eigenschaften |
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US5140418A (en) * | 1991-03-18 | 1992-08-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | System for quantitatively evaluating imaging devices |
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- 1982-08-06 JP JP57136369A patent/JPS5927237A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4641961A (en) | 1987-02-10 |
JPH0365488B2 (ja) | 1991-10-14 |
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