JPH0359371B2

JPH0359371B2 -

Info

Publication number: JPH0359371B2
Application number: JP57198292A
Authority: JP
Inventors: Moryasu Shirayanagi; Osamu Shindo; Hirochika Aiura; Tadao Hara
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1982-11-11
Filing date: 1982-11-11
Publication date: 1991-09-10
Also published as: DE3340921A1; US4637720A; FR2536179A1; FR2536179B1; JPS5987336A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、分割像合致方式による合焦指示光学
系を、合焦判定の為の補助手段として備えたレン
ズメーターに関する。

視覚判定によるレンズメーターにおける合焦判
定には、従来より二種類の方式が明らかにされて
いる。

第一の方式は、すでに多くのレンズメーターに
おいて実施されている最も一般的な方式であつ
て、像の鮮明さを判定情報とするものである。こ
の方式のすぐれた点は、被検レンズをのせる受け
台開口のほぼ全域を用いて測定する為、被検レン
ズの研磨不良及び脈理等の発見が比較的容易であ
ることがあげられる。一方では被検レンズ（一般
に眼鏡レンズ）が単レンズである為、被検レンズ
の度数が大きくなると、収差量が増加し、合焦判
定が著しく困難となつて、合焦に多くの時間を要
したり、合焦の再現性の低下をまねく欠点があ
る。

第二の方式は、特公昭42−12107号及び特公昭
42−14269号公報に開示された像合致方式のもの
である。この方式のすぐれた点は人間の眼の副尺
視力がきわめてよい点を利用していることであ
る。それによつて、合焦の時間が短縮され、ま
た、合焦の再現性も向上する。しかし、開示され
た両特許においてはなお多くの問題点が存在す
る。第一に、細い光束を使用している為に、被検
レンズの研磨不良や脈理が発見しにくくなつてい
ること。第二に、細い光束の為、輝度が不足し、
光源を明るくしなければならないこと。第三に、
細い光束の為、深度は深くなつているが、回折が
起こり、像が不鮮明となること。第四に、両特許
で開示された装置のいずれもが従来のレンズメー
ターの測定手順に慣れた検者には親しみにくいも
のであること。第五に両装置ともに、光学系が複
雑であり、製造上の加工調整に多くの困難を伴な
うことがあげられる。

本発明の目的は、前記第一から第五までの問題
点を解決し、第一及び第二の両方式がもつすぐれ
た特徴を合わせもつたレンズメーターを開示する
ことである。

第１図は、従来の、像の鮮明さによつて合焦判
定を行なうレンズメーターの一例である。その作
用を以下に述べる。

まず光源１を発した光がコリメーターレンズ２
によつて、ほぼ平行な光束とされる。これをコン
デンサーレンズ３が受けて、ターゲツト４上に集
光する。ターゲツト４上に描かれたスリツトパタ
ーンを通過した光は、対物レンズ５で平行光束と
され、ターゲツト４上のスリツトパターンの像
が、投影レンズ７によつてスクリーン８上に結ば
れる。以上は、被検レンズが入つていない場合の
結像状態であるが、受け台６の上に被検レンズが
置かれた場合には、スクリーン８上のボケたスリ
ツトパターンの像が再び鮮明に結像される様に、
コンデンサーレンズ３とターゲツト４とを一体で
光軸方向に移動する。像が鮮明になつた所で移動
を止め、その移動量を読み取ることによつて、被
検レンズの度数を知ることが出来るというもので
ある。

従来のレンズメーターには、第１図以外にも、
例えば、コリメーターレンズ２及びコンデンサー
レンズ３がなく、ターゲツト４の光源側の面が拡
散面になつているものや、コンデンサーレンズ３
が特に用意されていないもの等、いくつかの変形
はあるが、本発明においては、レンズメーターと
して機能する上で最小限必要な構成要素であるタ
ーゲツト４、対物レンズ５、受け台６、投影レン
ズ７及びスクリーン８の他に、コンデンサーレン
ズ３及び光源側が拡散面でないターゲツト４を備
えたレンズメーターであることが必要である。

上述の条件を満たした形態のレンズメーター
（例えば第１図）に対しては、わずかな変更を加
えるのみで本発明の目的は達成される。

以下、本発明の構成並びに作用を図面に従つて
説明する。

第２図は本発明に基づく変更を加えた後のレン
ズメーターの構成を示したものである。尚、従来
のレンズメーターと同一の部材は同一の符号を付
し、説明は省略する。

従来のレンズメーターとの相違点は、適当な大
きさの開口を有する絞り板１１をコンデンサーレ
ンズ３の前側焦点に設置した点と、ターゲツト４
のスリツトパターン面を光源側に向け、更に、ス
リツトパターンに密着して偏角プリズム１２の基
底方向がスリツトパターンと交叉し且つ各々の基
底方向がほぼ直交するように配置した点である。

次に、本発明におけるいくつかの構成上の大き
な特徴について述べる。

まず第１の特徴は、少なくとも２枚の偏角プリ
ズム１２をスリツトパターンと基底方向が交叉し
且つ各々の基底方向がほぼ直交するように配置し
た点である。この様な配置を採ることによつて、
特公昭42−12107号公報中に述べられた様な、プ
リズム側壁による分割ラインのボケを少なくする
ことが可能である。分割ラインの境目がボケる主
な原因は、偏角プリズムの側壁が高い為であつ
て、第３図の如き配置とすれば、側壁を低く出来
ることは明らかである。前記配置による他の特徴
は、プリズム側壁を、度数測定の際にきわめて重
要なスリツトパターンの中心に近づけることが出
来ることである。対物レンズ５及び投影レンズ７
のもつ収差によつて、ターゲツト４の中心及び周
辺とから発した光では、光軸方向での最良像面位
置に若干の差異を生ずる為、スリツトパターンの
どこで度数を読みとるかで読み取り精度に影響を
与える。そこで、度数測定では、スリツトパター
ンの中心で読み取ることが通常行なわれている。
しかるに前述の如く、プリズム側壁をスリツトパ
ターンの中心に近づけられるということはきわめ
て重要な特徴である。前記配置による特徴には、
更に偏角プリズム１２の加工上の容易さがあげら
れる。一般に、スリツトパターンは、非常に小さ
いものであるが、それに合わせて偏角プリズムを
小さくすると、かえつて加工コストが高くなつて
しまう。しかし、前記配置ならば、偏角プリズム
は大きめに加工できるので加工が容易となる。

第二の特徴としては、偏角プリズム１２の頂角
と、絞り板１１の開口の大きさは、スリツトパタ
ーンの像の輝度、回折限界、偏角プリズム１２を
通過したスリツトパターンの領域と通過しない領
域との輝度の違い、及び分割像の合致感度によつ
て決められる点である。

通常、受け台６の開口は、対物レンズ５の後側
焦点位置にある為、絞り板１１の開口像は、コン
デンサーレンズ３及び対物レンズ５によつて受け
台６の開口と同じ位置に結ぶ。

そこで前述の偏角プリズム１２の頂角と絞り板
１１の開口の大きさを決定するパラメーターを以
下の様に定義する。

(1) 分解像の合致感度Ｋ偏角プリズムによつて変位した絞り板１１の
開口像と、受け台開口との共通領域の重心位置
を受け台中心から測つた変位量r_Mで表わし、受
け台の開口半径をr₆としたときＫ＝r_M／r₆ と定義する。

(2) スリツトパターンの像中心輝度比B_C 偏角プリズムによつて変位を受けない絞り板
１１の開口像の面積S₁₁と、受け台開口面積S₆
との比として、 B_C＝S₁₁／S₆ と定義する。

(3) スリツトパターンの像周辺輝度比B_D 偏角プリズムによつて変位を受けた絞り板１
１の開口像が受け台の開口と共通する領域の面
積S₁₁′と、変位を受けない絞り板１１の開口像
の面積S₁₁との比として、 B_D＝S₁₁′／S₁₁ と定義する。

但し、偏角プリズムによつて変位されない絞
り板１１の開口像の面積は、受け台開口面積よ
り大きくなることはない。

以上のパラメーター群Ｋ，B_C及びB_Dのいずれ
に重点を置くかによつて種々の設計形態が実現さ
れる。しかし、各パラメーターには、境界条件が
存在することが確認されており、例えば、Ｋは、
0.33以下だと、実用上、分割像の合致感度として
は不十分であるし、また、投影式のレンズメータ
ーにおいては、B_Cが0.1以下であると、回折の影
響が強く現われ、さらに、B_Dが0.7以下であると、
スリツトパターンの像周辺輝度の低下が目立ちす
ぎて、見かけ上にも測定精度上でも問題になるこ
と等である。

上記の如き境界条件を満足する為には、合致感
度Ｋは、 0.33Ｋ0.67 ……(1) なる不等式を満足することが必要である。

なぜなら、Ｋ＞0.67である場合は、B_C0.1、
B_D0.7のいずれかの条件が破られる可能性が増
大するからである。

そこで、上式(1)を満足する偏角プリズムの頂角
αのとりうる値の範囲を求めると、対物レンズ５
の焦点距離f₅、受け台６の開口半径r₆及び、偏角
プリズムの屈折率ｎとしたとき、 tan^-10.33r₆／f₅（ｎ−１）αtan^-10.67r₆／f₅ ……(2) なる不等式を満たすことが必要であることがわか
る。そして、更に絞り板１１の開口の大きさは、
(2)式を満たす偏角プリズムの頂角αに対して前述
の各パラメータの境界条件をこえない様に決定さ
れることが必要である。

以上の如き第一及び第二の特徴を備えたレンズ
メーターは、第４図に示す様に、合焦時には、通
常のレンズメーターと同様な表示状態となり、合
焦点前後においては、例えば各々第４図のイ及び
ハに示された如く、ストリツトパターンの十字ク
ロス線がボケると同時に偏角プリズム側壁の境界
線に沿つて分離する。

本発明の主旨を理解した上では、以下の様な変
形も可能となる。第一点は、絞り板１１の位置で
あるが、この場所は厳密にコンデンサーレンズ３
の前進焦点上になくても、ほぼ前側焦点上であれ
ば機能上ほとんど支障はない。第二点は、偏各プ
リズム１２の配置であるが、本発明の目的を達す
る上では、直交した２本の経線の度数が知れれば
よいのであるから、偏角プリズム１２は、２枚あ
れば十分である。すなわち、基底方向がほぼ直交
し、かつスリツトパターンの十字クロス線に各々
の基底方向が交叉する様に配置された２枚の偏角
プリズムを備えたレンズメーターも、本発明の目
的を十分に満たすことが可能である。

さて、今迄の説明から明らかな様に、第一及び
第二の特徴を備えたレンズメーターは、 (1) 合焦判定がしやすく、再現性がよい。

比較的太い光束を用いる為、 (2) 被検レンズの局所的研磨不良や脈理の発見も
容易で、 (3) スリツトパターンの像輝度も光源を明るくし
なければならない程の低下はなく、 (4) 回折による像の劣化がない。

そして、 (5) 従来のレンズメーターの測定手順とほとんど
差異がないので使用者にとつて親しみやすい。

さらに、変更箇所の製作上においても、従来の
公知となつている像合致式レンズメーターに比
し、 (6) 部品点数が少なく、安価であり、 (7) 加工、調整もきわめて容易である。

という多くのすぐれた点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の像の鮮明さによつて合焦判定を
行うレンズメーターの一例を示した図、第２図は
本発明にかかる変更を加えた後のレンズメーター
の図、第３図はターゲツトに密着された偏角プリ
ズムの配置図、第４図イ，ロ，ハは本発明のレン
ズメーターにおけるスクリーン上のスリツトパタ
ーンの見え方を示した現象解説図である。１……光源、２……コリメーターレンズ、３…
…コンデンサーレンズ、４……ターゲツト、５…
…対物レンズ、６……受け台、７……投影レン
ズ、８……スクリーン、１１……絞り板、１２…
…偏角プリズム。

Claims

【特許請求の範囲】１コンデンサーレンズ３と、拡散性のない透過
面からなるターゲツト４と、対物レンズ５と、該
対物レンズの後側焦点位置に開口をもつ受け台６
と、投影レンズ７及びスクリーン８とを有し、測
定時に、該コンデンサーレンズ３とターゲツト４
とを一体として光軸方向に移動させ、その移動量
を読み取ることによつて受け台６上の被検レンズ
の度数を検出するレンズメーターにおいて、上記受け台６の開口とほぼ共役になるよう上記
コンデンサーレンズ３の前側焦点近傍に設置さ
れ、コンデンサーレンズ３及びターゲツト４と共
に光軸方向に移動可能な絞り板１１と、上記ターゲツト４上に配設されたスリツトパタ
ーンに密着し、該スリツトパターンと基底方向が
交叉し且つ各々の基底方向がほぼ直交する少なく
とも２枚の偏角プリズム１２とを備えたことを特徴とする分割像合致式合焦指示
光学系を有するレンズメーター。２前記絞り板１１の開口の大きさと、前記偏角
プリズム１２の頂角とが、像の合致感度Ｋ、像中
心輝度比B_C及び像周辺輝度比B_Dに関して、Ｋ≧0.33 B_C≧0.1 B_D≧0.7 を満足する様に定められたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の分割像合致式合焦指示光
学系を有するレンズメーター。３前記ターゲツト４上のスリツトパターンが十
字クロス線であり、偏角プリズム１２が、該十字
クロス線と直交する様に基底方向が井桁状に配置
されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項に記載の分割像合致式合焦指示光学系を
有するレンズメーター。４前記偏角プリズム１２の頂角αが、対物レン
ズ５の焦点距離f₅、受け台６の開口半径r₆及び偏
角プリズムの屈折率ｎに対して、 tan^-10.33r₆／f₅≦（ｎ−１）α≦tan^-10.67r₆／f₅ を満足する様に定められたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
分割像合致式合焦指示光学系を有するレンズメー
ター。