JPS6345530B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレンズ、特に限定する訳ではないが主
として眼鏡レンズやコンタクトレンズの屈折特性
を測定するためのレンズメーターに関する。

現在、眼鏡レンズやコンタクトレンズ等の屈折
特性すなわち球面屈折力、円柱屈折力、円柱軸方
向、プリズム屈折力及びプリズムベース方向を測
定するため、或いは眼鏡への加工、調整時に未加
工レンズ素材の光学中心、円柱軸方向をマーキン
グするためにレンズメータが広く利用されてい
る。

従来のレンズメータは、光源からの光で照明さ
れるターゲツトからの光束をコリメータレンズで
平行光束とし、この平行光束を対物レンズ、焦点
板、接眼レンズからなる望遠鏡部に入射させ、タ
ーゲツト共役像をこの望遠鏡部の焦点板上に結像
させるように構成されている。そして、コリメー
ターレンズと対物レンズの間に測定したい被検レ
ンズを配置すると、その被検レンズの屈折力に応
じて、コリメータレンズからの平行光束は被検レ
ンズ射出後、集光光束になつたり、発散光束にな
るので焦点板へのターゲツト共役像のピントがず
れる。これをコリメータレンズを測定光軸にそつ
て移動することによりピント出しをし、そのとき
移動したコリメータレンズの移動量から被検レン
ズの屈折力を測定する。また、被検レンズの光学
中心と、レンズメーターの測定光軸をあわせるい
わゆる「芯出し作業」は焦点板上の十字線にター
ゲツト像の中心が一致するように被検レンズを測
定光軸と垂直な面内で移動することによつて行な
われる。

以上説明したレンズメータは、一般に望遠鏡式
レンズメータと呼ばれているものであるが、この
望遠鏡式レンズメータの焦点板の代りにスクリー
ンを使用し、対物レンズでターゲツト共役像を拡
大投影して接眼レンズを介さず、直接スクリーン
投影像を観察する投影式レンズメータもある。

そしてこれらレンズメータのターゲツトとして
は、円周上に小円を多数配置した、いわゆるコロ
ナターゲツトや複数本の直線を一組とし、これを
２組互いに直交させたクロスラインターゲツトや
コロナターゲツトとクロスラインターゲツトを組
合せたコロナクロスラインターゲツトが知られて
いる。

「芯出し作業」において、被検レンズが乱視レ
ンズの場合、コロナターゲツトや、コロナ・クロ
スラインターゲツトを組込んだレンズメータを使
用して測定する場合、乱視レンズの２ケ所の焦線
面のいずれか一方に合焦し、乱視レンズの屈折特
性に起因する焦線方向にそつてコロナターゲツト
の各小円が棒状に流れ全体として楕円形状になつ
たコロナターゲツトを利用して「芯出し作業」を
せねばならず、その中心をみつけだすことは非常
に難しく、被検レンズの円柱屈折力が大きくなる
程、コロナターゲツト像の楕円形状は偏平とな
り、またコロナ小円の棒状変化率も大きくなるた
め、コロナの中心をもとめることはますます困難
となる。このために、従来の「芯出し作業」は目
測と勘にたよつておこなわれており、芯出し精度
が低く、被検レンズの屈折特性測定精度が低下し
たり、あるいは、被検レンズ光学中心へのマーキ
ング精度が低下する主因となつていた。特に光学
中心へのマーキングの精度低下は、このマーキン
グされた中心マークをもとに、被検レンズのカツ
ト加工や加工レンズの眼鏡フレーム入れ、及びフ
イテイング調整がおこなわれるため、これら一連
の加工・調整精度の低下を生んでいた。

本発明の第１の目的は上述の従来のレンズメー
タの欠点を解決した新規なレンズメータを提供す
ることにある。

本発明の第２の目的は、従来のレンズメーター
の測定光学系自身は変更することなく、後述する
測定光学系の影響をほとんど受けない中心指標光
学系を追加するだけで“芯出し作業”を非常に簡
単に、かつ正確におこない得る新規なレンズメー
ターを提供することにある。

本発明に係るレンズメーターの構成上の特徴
は、少なくとも光源、ターゲツト、コリメータレ
ンズ、対物レンズ及び焦点板を順次配列して構成
される測定光路を有するレンズメータにおいて、
上記コリメータレンズと対物レンズの間に、前記
測定光路の光軸と中心指標光学系の光軸の一部を
重ねあわせるための光束反射部材を有しており、
該中心指標光学系は中心指標と、その中心指標像
を前記測定光路内に挿入された被検レンズの後側
頂点付近で、かつ前記測定光路の光軸上に前記光
束反射部材を介して細い光束で投影する投影手段
とから構成されており、また、上記ターゲツト
は、前記測定光路の光軸部分付近を除いて構成さ
れた点にある。

この構成により、被検レンズの屈折特性測定用
のターゲツトとは別の「芯出し作業」専用の中心
指標光学系をもち、かつ、この中心指標光学系
は、屈折特性測定光学系の影響をほとんど受けな
いため、「芯出し作業」を非常に簡単でかつ正確
におこなうことができる長所を有する。

以下、本発明を図についてさらに詳細に説明す
る。

まず、本発明の原理を説明すると、第１ａ図
は、レンズメータの測定原理を示す光学原理図で
あり、図示しない光源からの光で照明されている
ターゲツトTAからの光はコリメータレンズＣに
より測定光軸O₀に平行な平行光束とされて、対
物レンズOBに入射する。対物レンズOBはこの
平行光束をその後側焦点位置に配置された焦点板
Ｒ上に結像する。例えば、ターゲツトTAがコロ
ナターゲツトであれば焦点板Ｒ上に結像されるタ
ーゲツト像TIは第１ｂ図に示すようになる。こ
の測定光学系に第２ａ図に示すように例えば遠視
性乱視用の眼鏡レンズである被検レンズTLをそ
の光学中心O₁を測定光学系の光軸O₀と一致する
ように挿入配置すると、コリメータレンズＣから
の平行光束は被検レンズの屈折作用を受けて集束
されて、対物レンズOBに入射するため、コロナ
像TIは焦点板Ｒより前側のＦの位置に被検レン
ズTLの第１主経線の屈折力による第１焦線面に
結像する。したがつて、焦点板Ｒ上では、第２ｂ
図に示すようにボケた像となる。そこで、第３ａ
図に示すようにターゲツトTAを矢印Ｎの方向に
ずらし焦点板Ｒ上にターゲツト像TIが結像する
ようにする。このターゲツトTAの移動量が被検
レンズの第１主経線の屈折力D₁となる。また焦
点板上のターゲツト像TIは第３ｂ図に示すよう
に被検レンズの第１主経線の方向と直角の方向に
コロナの各小円が棒状に流れた像となつている。
第３ｂ図に示したコロナの流れ方向と逆の方向に
流れるコロナ像が焦点板Ｒ上に結像されるまでタ
ーゲツトTAをさらに移動させればそれが被検レ
ンズの第２主経線の屈折力を示すものであること
は周知の通りである。さて、今、第３ａ図に斜線
をほどこした光束図で示すように、被検レンズ
TLの後側頂点上もしくはその近くで、かつ測定
光軸上に第１結像点P₁をもつ光束flを入射させる
と、この光束flの第２結像点P₂は、対物レンズ
OBの作用により焦点板Ｒの位置とは少しずれた
結像面F′上にできる。しかしながら、この光束fl
は十分細いために焦点板Ｒ上ではボケ量のあまり
大きくない像となり、かつ、その像は測定光軸上
すなわち焦点板Ｒの十字線ヘアーｈの交点上に位
置する。ここで光束flの第１結像点P₁を被検レン
ズTLの後側頂点位置またはその近傍に結像せし
めた理由は以下にある。すなわち、第５図に示す
ように被検レンズTLの焦点距離をｆとし、その
物側焦点をF₁、像側焦点をF₂とし、焦点F₁から
距離ｘの位置に物点Ａを設け、これと被検レンズ
TLによる共役な像点Ｂが焦点F₂から距離ｙの位
置にあるとすると ｘ・ｙ＝f² の関係がある。そしてここでｘ＝−ｆすなわち物
点Ａが被検レンズTLの物側頂点に位置したとす
ると ｙ＝f²／−ｆ＝−ｆ また横倍率βは β＝ｆ／ｘ＝−ｆ／ｆ＝−１ となる。ここで倍率の符号がマイナスの場合を正
立像にとつている。このことよりｘ＝−ｆに物点
をおけば、その像もまた物点と同じ位置に結像さ
れたこととなり、被検レンズTLが存在しないと
同じ物理関係となつていることを意味し、このこ
とより第３ａ図に示すように光束flの第１結像点
P₁を被検レンズTLの後側頂点すなわち物側頂点
に結像させれると、この第１結像点からの光束
は、被検レンズTLの屈折作用を受けることなく
対物レンズOBの作用のみを受け、第２結像点P₂
にその像を作る。しかしながら第４ａ図に示すご
とく、被検レンズTLをその光軸O₁を測定光軸O₀
とずらして配置した場合、ターゲツトTAの像
は、被検レンズTLのプリズム成分PRの作用を受
け、焦点板Ｒ上に第４ｂ図にしめすように十字線
ヘアｈの交点からずれた位置に結像される。また
同様に光束flも上述の原理から被検レンズの屈折
作用は受けないが、被検レンズのプリズムPRの
作用は受け、やはりターゲツト像の場合と同じだ
けの量ずれる。

以上の原理より、光束flの像CIが焦点板Ｒの十
字線ヘアｈの交点と一致するように被検レンズ
TLを移動すれば被検レンズの光軸O₁と測定光軸
O₀を一致させることができ、本原理は従来のレ
ンズメーターのように流れたコロナ像を使つて目
測で中心を求めるよりもはるかに“芯出し作業”
がやりやすく、かつ正確であることは理解できよ
う。

以下本発明の実施例を、望遠鏡レンズメータを
例に、図について説明する。第６図において、屈
折力測定系は、光軸１上に、光源２、ターゲツト
３、コリメータレンズ４、光束分割部材５、被検
レンズ６、対物レンズ７、焦点板８、接眼レンズ
９を配置してなる。ターゲツト３は、第７図に示
すように中心が光軸１と一致した円の円周上に多
数の小円を配置したコロナパターン１５が形成さ
れるか、または第８図に示すように複数本の直線
からなる十字ターゲツト１８と上記コロナパター
ン１５とを組合せて形成されている。焦点板８に
は、第７図に示すように、交差部が光軸１と一致
した十字パターン１０が形成されている。ターゲ
ツト３と焦点板８とは共役である。またターゲツ
ト３の移動と同期して動くデイオプター目盛を有
するガラススケールは光源２により照明され、そ
のスケール目盛像はプリズム２１、リレーレンズ
２２，２３、プリズム２４，２５を介して焦点板
８上に結像投影される。光束分割部材５による反
射光軸には、絞り１１、第１集光レンズ１２、第
２集光レンズ１３、光源１４及びこの光源の光を
通す小開口１７ａをもつ開口板１７が配置され
て、中心指標光学系が構成されている。小開口１
７ａと被検レンズ６の後側頂点付近とは共役であ
る。以上の構成において、被検レンズ６の芯出し
がなされると、第７図に示すように、焦点板８の
十字パターン１０に重なつて、ターゲツト３のコ
ロナパターン像１５と中心指標光学系によつて投
影される周縁が少しぼけた中心指標すなわち小円
１６とが観察できる。中心指標により芯出し作業
が終了すれば光源１４を消してターゲツト像のみ
を焦点板８上に投影し、これにより被検レンズの
屈折特性を測定すれば中心指標が屈折特性測定時
に邪魔になることはない。また、光源１４のかわ
りに光源２からの光をオプテイカルフアイバーで
ガイドし、その終端を光源１４の位置におき、１
つの光源でターゲツト照明用と中心指標照明用と
に共用する場合は、光束分割器５をはね上げ式の
反射ミラーにすることにより必要に応じ中心指標
像を消すことができる。また光源１４と開口板１
７の間に色フイルター１９を入れ、中心指標像の
色をターゲツト像の色と変えることにより、中心
指標像とターゲツト像の区別がしやすくなる。

なお、本実施例においては望遠鏡式レンズメー
タについて説明したが、本発明はこれに限定され
るものでなく第６図の焦点鏡をスクリーンにし、
対物レンズ７でターゲツト像を拡大投影するよう
に構成された投影式レンズメータについても利用
できるものであることは言うまでもない。また、
中心指標としては本実施例に示したような白熱電
球により照明される開口板の開口に限定されるも
のでなく、微小な発光ダイオードやレーザ光源を
直接指標として使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１ａ，２ａ，３ａ，４ａ図は本発明の測定原
理を説明するためのレンズメーターの測定光学系
の原理図、第１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ図は上記第
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ図の各々に対応したター
ゲツト像の状態を示す図、第５図は本発明の中心
指標光学系が被検レンズの屈折特性の影響を受け
ないことを示すための光学原理図、第６図は本発
明の実施例を示すレンズメーターの光学配置図、
第７図は上記実施例に使用されるターゲツトの一
例を示す図、第８図は上記実施例に使用されるタ
ーゲツトの他の一例を示す図である。 １……光軸、２……光源、３……ターゲツト、
４……コリメータレンズ、５……光束分割部材、
６……被検レンズ、７……対物レンズ、８……焦
点板、１１……絞り、１７……開口板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも光源、ターゲツト、コリメータレ
   ンズ、対物レンズ及び焦点板を順次配列して構成
   される測定光路を有するレンズメータにおいて、 上記コリメータレンズと対物レンズの間に前記
   測定光路の光軸と中心指標光学系の光軸の一部を
   重ね合わせるための光束反射部材を有しており、 該中心指標光学系は、中心指標と、その中心指
   標像を前記測定光路内に挿入された被検レンズの
   後側頂点付近でかつ前記測定光路の光軸上に前記
   光束反射部材を介して細い光束で投影する投影手
   段とから構成されており、 また上記ターゲツトは前記測定光路の光軸部分
   付近を除いて構成されたことを特徴とするレンズ
   メーター。 ２ 前記ターゲツトは円周上に小円を配置してな
   るコロナ形状をなしていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のレンズメーター。 ３ 前記焦点板上のターゲツト像を観察する接眼
   レンズを有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のレンズメーター。 ４ 前記焦点板はスクリーンであり、前記ターゲ
   ツトの像が該スクリーン上に前記対物レンズによ
   り拡大投影されるようになつたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または、第２項記載のレン
   ズメータ。