JPH0223821B2

JPH0223821B2 -

Info

Publication number: JPH0223821B2
Application number: JP1538784A
Authority: JP
Inventors: Takashi Masuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1990-05-25
Also published as: JPS60159627A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、特に眼鏡レンズやコンタクトレンズ
の測定に効果があり、被検レンズの頂点屈折力等
を自動的に測定できるレンズメータに関するもの
である。

従来のこの種のレンズメータは、一般に被検レ
ンズを通して所定のターゲツト像を投影し、その
結像位置によつてレンズの球面屈折力、乱視屈折
力、乱視軸、プリズム屈折力、プリズム基底方向
等を測定しているが、最近はその測定を自動的に
行うようにしたものが、例えば米国特許第
4180325号、同第4275964号公報等によつて提案さ
れている。

しかし、これらの従来の自動レンズメータで
は、一般に可動部を有するため機構的に相当に複
雑化、また可動部の無い方式でも受光素子を多数
備えなければならないのでやはり複雑な構造にな
り、それだけコストも高く精度も十分ではないと
いう問題がある。

本発明の目的は、可動部が全く無く、構造的に
簡単でコストが安く、一次元光検出素子によつて
高精度の測定を自動的に実施し得るようにしたレ
ンズメータを提供することにあり、その要旨は、
被検レンズに光束を入射させる対物レンズ及び該
対物レンズの前側焦点位置に配置し３経線方向に
対応するスリツトを備えて該スリツトからの光束
を順次に抽出する照明系と、前記被検レンズの後
方に配置し前記各スリツトに直交した経線方向に
各２個以上の開口を有する絞りと、前記被検レン
ズを通過して前記絞りの各開口を通つた光束の入
射位置を検出する１個又は２個の一次元光検出素
子とを具備したことを特徴とするものである。

以下に、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すものであ
つて、１は測定されるべき被検レンズである。こ
の被検レンズ１に光束を入射させる対物レンズ２
の前側焦点位置又はこれと等価な位置に、３経線
方向にそれぞれ各１個の細条状の孔を有する３個
のスリツト３，４，５が配置されている。対物レ
ンズ２の光軸０１上に光路分割手段として２個の
半透鏡６，７が挿入され、光軸０１にそれぞれ直
交する光軸０２，０３を有する光路に光を分割す
るようになつており、光軸０１，０２，０３上に
それぞれスリツト３，４，５が配置されている。
また、これらの３つの光軸０１，０２，０３につ
いて、それぞれのスリツト３，４，５を照明する
ため、例えば赤外発光ダイオード等の光源８ａ〜
８ｆが２個ずつ設置され、これらの各光源８ａ〜
８ｆの前方にはコンデンサレンズ９ａ〜９ｆがそ
れぞれ対応して配置されている。

一方、光軸０１上の被検レンズ１の後方には、
第２図に示すように等角度に配置された６個の開
口１０ａ〜１０ｆを有する絞り１０、次いで投影
レンズ１１、単一の一次元光検出素子１２が順次
に配備されている。ここで、開口１０ａ〜１０ｆ
のうち経線方向に対向する各２個は、スリツト
３，４，５の長手方向の各経線方向と直交する方
向に配置されていることが必要である。また、絞
り１０と光源８ａ〜８ｆとは略共役位置に置か
れ、かつ各開口１０ａ〜１０ｆはそれぞれの光源
８ａ〜８ｆに対応して設けられている。

第１図において、例えば光源８ｃ，８ｄから出
射した光は半透鏡６で反射され、光源８ｅ，８ｆ
から出射した光は半透鏡７で反射されてそれぞれ
対物レンズ２により被検レンズ１に投影され、光
源８ａ，８ｂから出射した光は半透鏡６，７を透
過し直接に対物レンズ２により被検レンズ１に投
影される。スリツト３，４，５は前述のように対
物レンズ２の前側焦点位置に配置されているの
で、各スリツト３，４，５からの光束は平行光束
になつて被検レンズ１へ入射する。従つて、被検
レンズ１側からスリツト３，４，５を見た場合に
は、第３図に示すように互いに120度の角度をな
すスリツト像３ａ，４ａ，５ａが重なつて見える
ことになる。また、被検レンズ１を通過した光束
は、絞り１０の開口１０ａ〜１０ｆを通過して投
影レンズ１１により一次元光検出素子１２上にス
リツト像３ａ，４ａ，５ａを投影する。

被検レンズ１が無い場合又は被検レンズ１が０
デイオプタである場合なら、一次元光検出素子１
２上には第４図に示すように、開口１０ａ〜１０
ｆのそれぞれに対応したスリツト像Sa〜Sfが３
本のスリツト像として結像する。このスリツト
Sa〜Sfを分離するため、光源８ａ〜８ｆを順次
に点灯して一次元光検出素子１２を走査すると、
スリツト像Sa〜Sfのそれぞれに対応する一次元
光検出素子１２の交点位置を検出素子１２の出力
から得ることができる。この場合に一次元光検出
素子１２に対する交点位置は全て同一位置であ
り、一次元光検出素子１２の出力はスリツト像
Sa〜Sfに対して全て同一位置においてピーク値
が得られる。

次に、屈折力を有する被検レンズ１が挿入され
た場合は、光源８ａ〜８ｆによる像は第５図に示
すように現れる。この場合に、一次元光検出素子
１２はスリツト３，４，５との共役関係から外れ
るため、開口１０ａ〜１０ｆのそれぞれに対応し
たスリツト像は一次元光検出素子１２上で一致し
なくなり、つまりぼけた６本のスリツト像とな
る。従つて、前例と同様に光源８ａ〜８ｆを順次
に点灯すれば、スリツト像SaとSbとの間隔、Sc
とSb及びSeとSf間の３組の像間隔から３つの経
線方向の屈折力を測定することができ、つまり屈
折力は像間隔に対応して求められる。そして、求
められた３方向の屈折力をそれぞれD1、D2、D3
とし、経線方向をθ₁、θ₂、θ₃として次式、 D_N＝Ａ sin²（θ_N＋Ψ）＋Ｂ（ただしＮ＝１〜３）に代入してＡ、Ｂ、Ψを求
め、球面屈折力、乱視屈折力、乱視軸を算出し得
ることになる。

被検レンズ１として乱視レンズを入れた場合の
スリツト像Sa〜Sfと、一次元光検出素子１２と
の関係は第６図に示すようになる。この場合は３
方向の屈折力はD1≠D2≠D3であるから、スリツ
ト像SaとSb、ScとSd、SeとSfの間隔は異なつた
ものになる。

また、プリズム成分を有する被検レンズ１を挿
入した場合、第７図に示すように一次元光検出素
子１２の中心位置Ｏを基準にしてスリツト像Sa，
Sc，Seの交点0′の位置座標（ｘ、ｙ）よりプリ
ズム量ｘ、ｙを求めることができる。なお一般に
は第５図に示すようにスリツト像Sa〜Sfは６本
の線となるが、この場合SaとSbの中間仮想線、
ScとSdの中間仮想線、SeとSfの中間仮想線を想
定し、これら３つの中間仮想線の交点0′の位置座
標（ｘ、ｙ）よりプリズム量ｘ、ｙを求める。

第８図は本発明の第２の実施例を示し、第１図
と同一の符号は同一又は同等の部材を表してい
る。この第２の実施例では、各スリツト３，４，
５を照明する光源８ａ〜８ｃと、それに付随する
コンデンサレンズ９ａ，９ｂ，９ｃがそれぞれ１
個ずつ各光軸上に配置され、投影レンズ１１の後
方には絞り１０の開口１０ａ〜１０ｆを透過した
光束を分割する光路分割手段としてプリズム１３
が設置されている。その他の構成は先の第１の実
施例とほぼ同様であり、絞り１０の形状も第２図
に示すものと同じ形状を有し、投影レンズ１１と
プリズム１３により絞り１０の各開口１０ａ〜１
０ｆに対応してスリツト像Sa〜Sfを形成するよ
うになつている。プリズム１３は第９図に例示す
るように、絞り１０の各開口１０ａ〜１０ｆに対
応するエレメント１３ａ〜１３ｆを有し、各経線
方向に光を屈折するようなくさび型とされてい
る。

第１０図はこの第２の実施例におけるスリツト
像Sa〜Sfと一次元光検出素子１２との関係を表
したものであり、光源８ａ〜８ｃを順次に点灯し
てスリツト像Sa〜Sfと一次元光検出素子１２と
の交点を求めることにより、先の第１の実施例と
同様に被検レンズ１の屈折力を測定することがで
きる。ちなみに、光源８ａを点灯するとスリツト
像SaとSbが一次元光検出素子１２上へ投影され
る。

次に、第１１図はプリズムの屈折力を多く計測
するために、２個の一次元光検出素子１２ａ，１
２ｂを使用した第３の実施例を示すものであり、
光軸０１上の第１の一次元光検出素子１２ａと投
影レンズ１１との間に光路分割手段して半透鏡１
４が挿入され、その反射側の光軸０４上に第２の
一次元光検出素子１２ｂが配置されている。

第１２図ａ，ｂはそれぞれ一次元光検出素子１
２ａ，１２ｂとスリツト像Sa〜Sfとの関係を示
し、被検レンズ１のプリズム度によつてはスリツ
ト像Sa〜Sfがａに示すようにスリツト像Se〜Sf
が素子１２ａにかからなくなり測定不能となつた
ときでも、第２の一次元光検出素子１２ｂにはｂ
に示すようにスリツト像Sa，Sfによる信号が投
影されるので測定が可能となる。

上述の各実施例は絞り１０の各開口１０ａ〜１
０ｆ又はスリツト３，４，５に対応して、それぞ
れ別々の光源を用いた場合を示したが、開口又は
スリツトを形成する手段として液晶素子を用いる
場合には、光源は１個だけで済ませることができ
る。

即ち、第１３図は単一の光源８を用いた第４の
実施例を示し、ここでは単一の光源８とそれによ
つて照明されるピンホール１５に続いて、第１４
図ａ〜ｃに示すような形状を有する液晶素子１６
ａ〜１６ｃを組合わせた液晶シヤツタ１６が用い
られている。また、絞りとして被検レンズ１と投
影レンズ１１との間に第１５図に示すような６個
の開口１７ａ〜１７ｆの開閉を独立的に制御でき
る液晶シヤツタ１７が用いられている。

この第４の実施例において、液晶シヤツタ１６
は３枚の液晶素子１６ａ〜１６ｃで構成され異な
る３つの経線方向を選択し、液晶シヤツタ１７は
絞りとしてスリツトの経線に対して直角方向に配
された開口１７ａ〜１７ｆの中の対応する２個を
開閉する。

測定時には先ず液晶素子１６ａのみを開けて、
開口１７ａ，１７ｂぽ順次に開放し、一次元光検
出素子１２からの信号を取り込み、次に液晶素子
１６ｂに対し開口１７ｅ，１７ｆ、更には液晶素
子１６ｃに対し開口１７ｃ，１７ｄというように
信号を入力させればよい。

また、スリツトとして液晶素子を１枚だけ用
い、これを第１６図に示すように例えば13個のエ
レメントＥ１〜Ｅ１３に分割し、その中の必要な
エレメントだけを適時に透過させて、先の３個の
液晶素子１６ａ〜１６ｃを組合わせた場合と等価
な形状を作ることもできる。そして、この場合は
光学部材の数を極端に減少できるという利点があ
る。

なお、絞りの開口は各経線方向に２個として説
明したが、光束位置が分離できるならば２個より
多くとも良く、例えば４個としてもよい。

以上説明したように本発明に係るレンズメータ
は、可動部が無く、３経線方向に対応するスリツ
トからの光束を順次に抽出する照明系と、１個又
は２個設けられる一次元光検出素子によつて高精
度の測定ができるため、構造が著しく単純化さ
れ、小型で安価でしかも精度が高い利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るレンズメータの実施例を示
すものであり、第１図は第１の実施例の光学配置
図、第２図は絞り形状の正面図、第３図は被検レ
ンズ側から見たスリツト像の説明図、第４図〜第
７図はスリツト像と一次元光検出素子との関係
図、第８図は第２の実施例の光学配置図、第９図
はプリズムの正面図、第１０図はスリツト像と一
次元光検出素子との関係図、第１１図は第３の実
施例の光学配置図、第１２図はその場合のスリツ
ト像と一次元光検出素子との関係図、第１３図は
第４の実施例の光学配置図、第１４図、第１５図
は液晶シヤツタの正面図、第１６図は液晶シヤツ
タの説明図である。符号１は被検レンズ、２は対物レンズ、３，
４，５はスリツト、６，７は半透鏡、８は光源、
９はコンデンサレンズ、１０は絞り、１０ａ〜１
０ｆは開口、１１は投影レンズ、１２は一次元光
検出素子、１３はプリズム、１６，１７は液晶シ
ヤツタである。

Claims

【特許請求の範囲】１被検レンズに光束を入射させる対物レンズ及
び該対物レンズの前記焦点位置に配置し３経線方
向に対応するスリツトを備えて該スリツトからの
光束を順次に抽出する照明系と、前記被検レンズ
の後方に配置し前記各スリツトに直交した経線方
向に各２個以上の開口を有する絞りと、前記被検
レンズを通過して前記絞りの各開口を通つた光束
の入射位置を検出する１個又は２個の一次元光検
出素子とを具備したことを特徴とするレンズメー
タ。２前記スリツトは３個から成り、光路分割手段
によつて３つに分割された光路中にそれぞれ異な
る経線方向に向けて配置し、照明用の光源を分割
された光路中に前記絞りと略共役位置に配置し、
特定の絞りを通して特定のスリツト像を前記一次
元光検出素子上に投影するようにした特許請求の
範囲第１項に記載のレンズメータ。３前記３個のスリツトは互いに120度の角度を
与えて配置した特許請求の範囲第２項に記載のレ
ンズメータ。４前記光路分割手段を半透鏡とした特許請求の
範囲第２項に記載のレンズメータ。５前記光源として前記絞りの開口の１個だけを
それぞれ照明する各経線方向に２個ずつ計６個の
光源を用いた特許請求の範囲第２項に記載のレン
ズメータ。６前記光源を順次に点灯して、１個の開口によ
るスリツト像の位置を前記一次元光検出素子で検
出するようにした特許請求の範囲第５項に記載の
レンズメータ。７前記光源として３個の光源を用い、それぞれ
各スリツトに対応した特定経線上の各２個の開口
を照明するようにした特許請求の範囲第２項に記
載のレンズメータ。８前記光源は順次に点灯する３個の発光ダイオ
ードであり、各２個の開口によるスリツト像を分
割して前記一次元光検出素子上に投影する光路分
割手段を設けた特許請求の範囲第７項に記載のレ
ンズメータ。９前記光路分割手段としてプリズムを用いた特
許請求の範囲第８項に記載のレンズメータ。１０前記スリツトとして経線方向を選択する液
晶素子を用い、前記絞りとして前記スリツトの経
線方向に対して直角な方向に偏角した位置の２個
の開口を開閉する液晶素子を用いた特許請求の範
囲第１項に記載のレンズメータ。１１前記スリツトは異なる３つの経線方向を選
択する３枚の液晶素子を組合わせて構成した特許
請求の範囲第１０項に記載のレンズメータ。１２前記スリツトは３つの経線方向を選択する
複数のエレメントに分割した１枚の液晶素子で構
成した特許請求の範囲第１０項に記載のレンズメ
ータ。１３開放された前記スリツトに、直角方向の各
２個の開口を順次に開放してスリツト像を特定の
開口を通して前記一次元光検出素子上に投影する
ようにした特許請求の範囲第１０項に記載のレン
ズメータ。