JP6830654B2 - レンズメータ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、眼鏡レンズやコンタクトレンズ等の球面レンズ度数等の光学特性を測定することの出来るレンズメータに関する。

従来から、老視の視力矯正用やパソコン作業時の眼精疲労低減用として種々の累進屈折力レンズが市販されている。これらの累進屈折力レンズには加入度の値の他、製造メーカーを同定したり、眼鏡フレームに対してレイアウトするための隠しマークが施されている。これら隠しマークは僅かに隆起して、または、僅かに陥没して累進屈折力レンズに加工されているため、通常では視認することが困難である。そのため、これら隠しマークを視認するには熟練が必要であった。

特許文献１には、不透明及び透明の正方形が交互にあるパターンからなるターゲットパターンを眼鏡レンズに照射して眼鏡レンズの隠しマークを検出する装置が開示されている。眼鏡レンズにターゲットパターンを照射すると、若干の屈折力のある領域（隠しマークである）を横断した光線の方向が逸脱して、暗い背景に対する明領域或いは明るい背景に対する暗領域として隠しマークが見えるとしている。

特許第３１３３４３０号公報

特許文献１は、上記のように、隠しマークを簡易に視認可能にした隠しマーク検出装置を開示したものである。しかしながら、特許文献１に開示された装置は隠しマークを検出するだけのための装置であり、被検レンズである累進屈折力レンズの屈折力の値などの光学特性を測定するためには、レンズメータを別に用意する必要がある。

また、隠しマークを検出する際にはターゲットパターンのピッチが重要であるが、ターゲットパターンは、被検レンズに照射すると被検レンズの屈折力によりターゲットパターンのピッチが拡大或いは縮小してしまうため、最適な条件で隠しマークが検出できない恐れがあるという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、測定した被検レンズの屈折力の値に応じてモニタに表示するターゲットパターンのピッチを拡大或いは縮小制御することを可能にし、常に最適な条件で被検レンズの隠しマークを視認可能なレンズメータを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係るレンズメータは、投光部から出射した光を被検レンズに照射し、被検レンズを透過した光を受光部にて受光して被検レンズの光学特性を測定するレンズメータにおいて、測定した被検レンズの光学特性の値を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された被検レンズの光学特性の値を表示する表示手段と、少なくとも２つの異なる色からなるターゲットパターンであって、被検レンズの隠しマークを視認するために自在にピッチを変更可能なターゲットパターンが表示される隠しマーク視認画面を表示手段に表示する表示制御手段と、表示手段により被検レンズの光学特性の値が表示された測定画面と隠しマーク視認画面とを切り替える画面切り替え手段と、を備え、表示制御手段は、記憶手段に記憶された被検レンズの光学特性に応じて被検レンズ越しに見えるピッチが隠しマークを視認する上で最適な目標ピッチと等しくなるようターゲットパターンのピッチを拡大／縮小制御することを特徴とする。

請求項２に係るレンズメータは、請求項１に記載のレンズメータにおいて、隠しマークを視認する上で最適な目標ピッチは、隠しマークの大きさや隆起または陥没の度合いに応じて変更可能であることを特徴とする。

請求項３に係るレンズメータは、請求項１または２に記載のレンズメータにおいて、隠しマークを視認するためのターゲットパターンは、格子模様であることを特徴とする。また、請求項４に係るレンズメータは、請求項１または２に記載のレンズメータにおいて、隠しマークを視認するためのターゲットパターンは、縞模様であることを特徴とする。また、請求項５に係るレンズメータは、請求項１または２に記載のレンズメータにおいて、隠しマークを視認するためのターゲットパターンは、市松模様であることを特徴とする。

請求項１に係るレンズメータでは、被検レンズの隠しマークを検出するための少なくとも２つの異なる色からなるターゲットパターンをレンズメータに備わる表示手段（モニタ）により表示するようにするため、特許文献１に開示されたような隠しマークを検出するだけのための装置を必要としない。

また、ターゲットパターンのピッチは、測定した被検レンズの光学特性の値に応じて拡大／縮小制御することから、常に最適な条件（最適なピッチのターゲットパターン）で被検レンズの隠しマークを検出することができる。

本発明の実施形態に係るレンズメータの全体構成を説明する図である。 本発明の実施形態に係るレンズメータの光学系を説明する図である。 本発明の実施形態に係るレンズメータで用いられるパターン板の例を説明する図である。 本発明の実施形態に係るレンズメータの操作フローを説明する図である。 本発明の実施形態に係るレンズメータのモニタに表示する（ａ）測定値の表示画面、（ｂ）ターゲットパターンとして市松模様の表示画面の例を説明する図である。 本発明の実施形態に係るレンズメータのモニタに表示する市松模様のピッチの制御について説明する図である。 本発明の実施形態に係るレンズメータのモニタに表示するターゲットパターンの別の例として格子模様の表示画面を説明する図である。 本発明の実施形態に係るレンズメータのモニタに表示するターゲットパターンの別の例として（ａ）縞模様（縦）の表示画面、（ｂ）縞模様（横）の表示画面を説明する図である。

以下、本発明の実施形態に係るレンズメータ１について図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレンズメータ１の全体構成を示した図であり、図２は、本発明の実施形態に係るレンズメータ１の光学系を示した図である。

実施形態に係るレンズメータ１は、図１に示すように、光学系１０と本体部１００から構成される。光学系１０は、被検レンズの屈折力を測定するための測定光源１１およびＲＧＢ型のＣＭＯＳイメージセンサー２６などから構成されている。

本体部１００は、演算／制御処理部１０１、モニタ１０２、タッチパネル１０３、スイッチボタン１０４、プリンター１０５およびメモリ１０６などから構成されている。演算／制御処理部１０１からの制御信号により、測定光源１１の点灯／消灯の制御やＣＭＯＳイメージセンサー２６の制御が実施される。また、演算／制御処理部１０１には、ＣＭＯＳイメージセンサー２６により取得されたイメージデータが入力される。そして、演算／制御処理部１０１に入力されたイメージデータについて演算処理を実施して、被検レンズの屈折力の値などを算出する。演算／制御処理部１０１は、算出した結果をメモリ１０６に記憶すると共に、モニタ１０２に表示する。

次に、光学系１０について、図２を参照して説明する。光学系１０は、測定光源１１などを備えた投光部と、ＣＭＯＳイメージセンサー２６などを備えた受光部とから構成されている。

本実施形態では、測定光源１１には、例えば、波長が５３５ｎｍの緑色光のＬＥＤが採用される。眼鏡レンズの屈折力は、基準波長であるｄ線（５８７．５６ｎｍ）またはｅ線（５４６．０７ｎｍ）により値付けされているため、本実施形態では、これら基準波長に近い５３５ｎｍの緑色光を採用するが、これに限定するものではなく、緑色光より長波長の赤色光のＬＥＤを採用してもよい。基準波長との差で生じる誤差は、基準レンズを用いた校正作業により補正される。

測定光源１１から出射される緑色光（以下「測定光」）は絞り１６およびコリメータレンズ１７に入射する。絞り１６は薄い平板に円形状の貫通穴を設けたものであり、被検レンズ１８に照射する光の光束径を制限するものである。被検レンズ１８に照射する光の光束径が大き過ぎると、コリメータレンズ１７から被検レンズ１８の間に配置された（図示しない）他の構成部品に照射し、その反射光が被検レンズ１８に入り込む恐れがある。絞り１６により、被検レンズ１８に照射する光の光束径を制限して他の構成部品からの反射光が被検レンズ１８に入り込むことを防止している。

また、測定光源１１は、コリメータレンズ１７の後側面焦点距離（バックフォーカス）の位置に配置されている。これにより、測定光はコリメータレンズ１７により平行光となり、被検レンズ１８に対して垂直に照射する。尚、レンズ受け１９は被検レンズ１８を載せるための台であり、被検レンズ１８は、レンズ受け１９により受光素子であるＣＭＯＳイメージセンサー２６に対し一定の距離に配置されて、屈折力などの光学特性が測定される。

被検レンズ１８を透過した測定光は、カバーガラス２０、パターン板２１および集光レンズ２２、２３、２４に入射した後、ＣＭＯＳイメージセンサー２６に入射する。

ここで、カバーガラス２０は受光部を埃などから保護するために配置された平板状の板ガラスであり、本実施形態では、被検レンズ１８を透過した測定光、紫外光および青色光がほぼ１００％の透過率で透過できるように、上面および下面の両面には反射防止のためのマルチコーティングが施されている。尚、マルチコーティングは必須なものでななく、適宜、必要に応じて、適切な反射防止コーティングを施せばよい。

パターン板２１は、例えば、図３の（ａ）のような正方形の各頂点を中心とする４つの円状の貫通穴２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを設けた円板状の平板が採用できる。被検レンズ１８を透過した測定光は、被検レンズ１８の屈折力に応じて屈折してパターン板２１に入射して４つの分離した光となる。４つの分離した光は、集光レンズ２２、２３および２４により集光し、ＣＭＯＳイメージセンサー２６の受光面において結像する。

４つの光がＣＭＯＳイメージセンサー２６の受光面で結像する位置は、被検レンズ１８の屈折力に応じて変化するため、４つの光の重心位置（座標位置）をＣＭＯＳイメージセンサー２６のイメージデータから算出することにより、被検レンズ１８の屈折力の値を算出することができるのである。４つの座標位置から球面屈折力Ｓ、円柱屈折力Ｃおよび乱視角度Ａなどの光学特性の値を算出する方法は特許第３１５０４０４号公報などに開示されているので、ここでは、詳細は省略する。

また、本実施形態における測定光が上記のように緑色光である。そこで、ＣＭＯＳイメージセンサー２６のＲ受光面（ｒｅｄ）、Ｇ受光面（ｇｒｅｅｎ）およびＢ受光面（ｂｌｕｅ）の内、Ｇ受光面で受光した電気信号を選択的に取り出して演算／制御処理部１０１にて処理することにより、被検レンズ１８の屈折力などの光学特性を取得できる。すなわち、本実施形態のようにＲＧＢ型のＣＭＯＳイメージセンサー２６を受光素子として採用することにより、測定光を選択的に受光するためのフィルターなどを配置する必要がない。

次に、本実施形態における操作方法について、図４を参照して説明する。図４は本発明の実施形態に係るレンズメータの操作フローの一例を示したものである。

まず、ステップＳ１０で、測定光源１１を点灯する。ステップＳ１２で被検レンズをレンズ受け１９に載せたら（Ｙ）、ステップＳ１４で、被検レンズ１８の屈折力の算出を開始する。被検レンズ１８の挿入後から被検レンズ１８の屈折力の算出は常時実施されるようになっており、その都度、メモリ１０６に記憶し、モニタ１０２に表示する。

ステップＳ１６に進み、アライメントを行う。アライメントは測定光軸に被検レンズ１８の光学中心が来るように、被検レンズ１８をレンズ受け１９に載せた状態で左右前後に移動する。具体的には、モニタ１０２に表示されたターゲットが座標中心に来るように被検レンズを移動することによりアライメントを実施する。

図５の（ａ）は、レンズメータ１のモニタ１０２に表示される測定画面の一例である。画面中央部にはターゲットエリア１１６が表示され、ターゲットエリア１１６の中にはターゲットマーク（＋）１１７が表示される。ターゲットマーク（＋）１１７は被検レンズ１８の光学中心の位置を、ターゲットエリア１１６の中心１１８は光学系１０の光軸中心を、それぞれ表しており、モニタ１０２に表示されるターゲットマーク（＋）１１７がターゲットエリア１１６の中心１１８に来るように、操作者は被検レンズ１８をレンズ受け１９に載せた状態で左右前後に移動させて、アライメントを実施する。

ステップＳ１８で、アライメントが終了したか否かを判断する。もし、アライメントが終了したら（Ｙ：アライメントＯＫ）、ステップＳ２０で、アライメント終了時の被検レンズ１８の屈折力の値をメモリ１０６に記憶し、モニタ１０２に表示する。アライメントが終了しなければ（Ｎ：アライメントＮＧ）、ステップＳ１４に戻り、被検レンズ１８の屈折力の算出からやり直す。

ステップＳ２２で、モニタ１０２に表示された被検レンズ１８の屈折力の値を確認し、ＯＫと判断したら（Ｙ：測定値ＯＫ）、ステップＳ２４に進む。もし、表示された被検レンズ１８の屈折力の値に問題があれば（Ｎ：測定値ＮＧ）、ステップＳ１４に戻り、被検レンズ１８の屈折力の算出からやり直す。

ステップＳ２４では、画面切替ボタンであるスイッチボタン１０４を押す。スイッチボタン１０４が押されたら、ステップＳ２６で、被検レンズ１８の隠しマークを視認するためのターゲットパターンをモニタ１０２に表示する。本実施形態では、ターゲットパターンの一例として、図５の（ｂ）に示すように、白色と黒色の正方形が交互にある市松模様１２０を用いて説明する。

ここで、モニタ１０２に表示される白色と黒色の正方形のピッチは、ステップＳ２０でメモリ１０６に記憶された被検レンズ１８の屈折力の値に基づいて演算／制御処理部１０１により算出して決定される。隠しマークの視認は市松模様１２０が表示されるモニタ１０２の前方に被検レンズ１８を配置し、市松模様１２０を、被検レンズ１８を通して見ることにより行う。被検レンズ１８を通して見る市松模様１２０は、被検レンズ１８の屈折力により拡大または縮小するため、一定のピッチで隠しマークを視認することができない。そのため、本実施形態では、被検レンズ１８を通して見る市松模様１２０のピッチが常に一定になるように、測定した被検レンズ１８の屈折力の値に基づいて白色と黒色の正方形のピッチを決定してモニタ１０２に表示されるようになっている。

ステップＳ２８では、被検レンズ１８に施された隠しマークを視認する。隠しマークの視認は上記のように、モニタ１０２に表示した市松模様１２０を、被検レンズ１８を通して見ることにより、視認することができる。すなわち、明るい背景（白色の正方形）の暗部領域或いは暗い背景（黒色の正方形）の明領域として隠しマークを視認することができる。

隠しマークの視認が終了したら、ステップＳ３０で、再度スイッチボタン１０４を押す。スイッチボタン１０４が押されたら、ステップＳ３２で、モニタ１０２に図５の（ａ）に示した測定画面を再度表示する。

ステップＳ３４で、測定が終了したか否かを判断する。もし、測定が終了したら（Ｙ）、操作は終了する。再度、測定する場合（Ｎ）は、ステップＳ１４に戻り、被検レンズ１８の屈折力の算出からやり直す。

尚、図５の（ａ）および（ｂ）に示した画面表示は一例であって、限定されるものでない。適宜、最適な画面表示をモニタ１０２に表示するようにすればよい。

図６は、本発明の実施形態に係るレンズメータのモニタに表示する市松模様のピッチの制御について説明する図である。図６の（ａ）のモニタ１０２に表示する市松模様１２０の白色と黒色の正方形の最適なピッチｄ０、ｄ０は、隠しマークを視認する上で最適の値であるとする。例えば、被検レンズ１８がプラスの屈折力を持つ凸レンズである場合、図６の（ａ）に示すように、被検レンズ１８を通して見える市松模様１２０のピッチｄ１、ｄ１はピッチｄ０、ｄ０より大きくなる（ｄ１＞ｄ０）。

本実施形態では、図６の（ｂ）に示すように、被検レンズ１８を通して見える市松模様１２０のピッチｄ２、ｄ２が最適なピッチｄ０、ｄ０と等しくなる（ｄ２＝ｄ０）ように、市松模様１２０の白色と黒色の正方形のピッチｄ３、ｄ３を縮小して（ｄ３＜ｄ０）モニタ１０２に表示する。ここで、モニタ１０２に表示する市松模様１２０の白色と黒色の正方形のピッチｄ３、ｄ３は、上記のように、測定された被検レンズ１８の屈折力の値に基づいて演算／制御処理部１０１により算出される。

上記のように、本実施形態によれば、被検レンズ１８の屈折力に関係なく、白色と黒色の正方形のピッチが最適な状態で隠しマークを視認することができる。

ここで、レンズメータ１はレンズメータの一例であり、被検レンズ１８は被検レンズの一例であり、メモリ１０６は記憶手段の一例であり、モニタ１０２は表示手段の一例であり、市松模様１２０はターゲットパターンの一例である。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。

例えば、上記実施形態では、パターン板２１には図３（ａ）の４つ穴のパターン板を採用したが、パターン板はこれに限定するものではない。例えば、図３（ｂ）のパターン板２１０のように多数の貫通穴を設けたハルトマンプレートを採用することも可能である。さらに、本明細書には図示しないが、円状のパターンを採用してもよい。すなわち、種々な特許文献に開示されたパターンが採用可能である。

また、上記実施形態では、白色と黒色との市松模様１２０をモニタ１０２に表示したが、明色と暗色との組み合わせであれば、白色と黒色に限定されず、いろいろな色の組み合わせが採用できる。さらに、３色以上の組み合わせであってもよい。視認において効果的な配色であれば、様々な色の組み合わせが採用可能である。

また、上記実施形態では、白色と黒色の正方形のピッチｄ０、ｄ０を最適の値であるとしたが、これについても、１つの値に限定するものではない。隠しマークの大きさや隆起または陥没の度合いに応じてピッチｄ０、ｄ０の値を調整してもよい。例えば、図５の（ｂ）の拡大／縮小ボタン１２１によりピッチｄ０、ｄ０の値を調整してもよいし、モニタ上をスワイプ、ピンチアウト、ピンチインすることにより調整してもよい。

また、上記実施形態では、ターゲットパターンの一例として図５（ｂ）に示すような正方形が交互にある市松模様１２０をモニタ１０２に表示したが、ターゲットパターンはこれに限定するものではない。例えば、市松模様１２０の目は正方形ではなく長方形であってもよい。また、図７のような格子模様のパターン１２２であってもよいし、図８（ａ）（ｂ）のような縞模様のパターン１２３、１２４であってもよい。

また、図５（ｂ）、図７、図８（ａ）（ｂ）に示すターゲットパターンは、モニタ１０２の上下方向に対して垂直或いは水平方向に境界を持つパターンとしたが、これに限定するものではなく、傾斜方向に境界を持つパターンであってもよい。

１・・レンズメータ
１０・・光学系
１１・・測定光源
１８・・被検レンズ
２６・・ＣＭＯＳイメージセンサー
１０１・・演算／制御処理部
１０２・・モニタ
１２０・・市松模様

Claims (5)

1. 投光部から出射した光を被検レンズに照射し、
   前記被検レンズを透過した光を受光部にて受光して前記被検レンズの光学特性を測定するレンズメータにおいて、
   測定した前記被検レンズの光学特性の値を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記被検レンズの光学特性の値を表示する表示手段と、
   少なくとも２つの異なる色からなるターゲットパターンであって、前記被検レンズの隠しマークを視認するために自在にピッチを変更可能なターゲットパターンが表示される隠しマーク視認画面を前記表示手段に表示する表示制御手段と、
   前記表示手段により前記被検レンズの光学特性の値が表示された測定画面と前記隠しマーク視認画面とを切り替える画面切り替え手段と、を備え、
   前記表示制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記被検レンズの光学特性に応じて前記被検レンズ越しに見えるピッチが隠しマークを視認する上で最適な目標ピッチと等しくなるよう前記ターゲットパターンのピッチを拡大／縮小制御することを特徴とするレンズメータ。
   
2. 前記隠しマークを視認する上で最適な目標ピッチは、隠しマークの大きさや隆起または陥没の度合いに応じて変更可能であることを特徴とする、請求項１に記載のレンズメータ。
   
3. 前記ターゲットパターンは、格子模様であることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズメータ。
4. 前記ターゲットパターンは、縞模様であることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズメータ。
   
5. 前記ターゲットパターンは、市松模様であることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズメータ。