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技術 レンズメーター

出願人 キヤノン株式会社
発明者 奥村淑明
出願日 1992年6月30日 (28年6ヶ月経過) 出願番号 1992-173269
公開日 1994年1月25日 (26年11ヶ月経過) 公開番号 1994-018361
状態 未査定
技術分野 光学装置、光ファイバーの試験
主要キーワード 測定範囲全域 偏芯方向 ADコンバーター 演算算出 光束像 設定部材 デテクター オートレンズメータ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年1月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

目的

レンズメーターにおいて、大まかなアライメントの操作性を損なうことなく精密なアライメントを実行可能にする。

構成

被検レンズが装置に対して整合した位置関係に近づいた際に、アライメント表示手段がアライメント状態拡大表示する。

概要

背景

レンズメーター、特に眼鏡等のレンズ屈折情報を自動的に算出するオートレンズメータとして、TVモニタ、或はLED等の表示器上に装置側と被検レンズとの光軸垂直方向アライメント状態を表示することにより、検者がこの表示を見ながら被検レンズのアライメントを行なえるようになっている構成のものが知られている。

図9は従来のレンズメーターの表示の例で、32はTVモニタやLED等の表示器、33は表示範囲、34は被検レンズの被測定部分プリズム度数測定値に応じた位置を示すマーク表示である。被検レンズの各部を測定位置に配置することにより測定範囲全域のプリズム度数が単一の表示範囲33で順次表示できる様になっており、その情報をもとにアライメントを行う。また、以下のようなものも知られている。図10は被検レンズのプリズム値が略0になる部分付近が位置合せすべき位置に近付いたアライメント状態を示した表示例で、この様にプリズム値0の付近が位置合せすべき位置に近付くと、マークの位置では細かなずれがわかりにくいので、そのかわりにプリズム度数に応じた位置を示すマーク34がマーク35のようにその形や色等を数段階に換える様になっている。これによりアライメントが所定の許容範囲内に入ったことを示す。

また、表示範囲では現状のアライメント状態をリアルタイムに表示するようになっているのが普通である。

概要

レンズメーターにおいて、大まかなアライメントの操作性を損なうことなく精密なアライメントを実行可能にする。

被検レンズが装置に対して整合した位置関係に近づいた際に、アライメント表示手段がアライメント状態を拡大表示する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

光軸方向に被検レンズの位置を設定するための被検レンズ位置設定手段、該被検レンズ設定手段に位置設定された被検レンズに光束を投射するための光束投射手段、該光束投射手段からの投射光束の一部を選択する光束選択手段、該選択手段により選択された前記被検レンズからの光束を光電的に検出する光束検出手段、該光束検出手段で検出した情報により被検レンズの屈折情報を演算算出する屈折情報演算手段、前記被検レンズと前記光束検出手段との光軸垂直方向に関するアライメント状態を表示するアライメント表示手段を有し、該アライメント表示手段は、前記被検レンズと光束検出手段とが整合した位置関係に近づいた際に前記アライメント状態を拡大表示することを特徴とするレンズメーター

請求項2

前記アライメント表示手段は前記被検レンズのプリズム度数が0である付近と光束検出手段との位置関係を表示し、前記被検レンズと光束検出手段とが整合した位置関係に近づいた際に被検レンズのプリズム度数が0となる付近のプリズム度数を拡大表示することを特徴とする請求項1のレンズメーター。

請求項3

前記アライメント表示手段は前記被検レンズのプリズム度数が0である付近と光束検出手段との位置関係を表示し、前記被検レンズと光束検出手段とが整合した位置関係に近づいた際に被検レンズのプリズム度数が0となる付近の偏芯量を拡大表示することを特徴とする請求項1のレンズメーター。

請求項4

前記アライメント表示手段は同時に前記光束検出手段により検出された光束像を表示することを特徴とする請求項1乃至3のレンズメーター。

請求項5

光軸方向に被検レンズの位置を設定するための被検レンズ位置設定手段、該被検レンズ設定手段に位置設定された被検レンズに光束を投射するための光束投射手段、該光束投射手段からの投射光束の一部を選択する光束選択手段、該選択手段により選択された前記被検レンズからの光束を光電的に検出する光束検出手段、光束検出手段で検出した情報により被検レンズの屈折情報を演算算出する屈折情報演算手段、該屈折情報演算手段の演算結果を記録する記録手段、被検レンズと光束検出手段との光軸垂直方向に関するアライメント状態を表示するアライメント表示手段を有し、該アライメント表示手段は、前記屈折情報演算手段が前記記録手段に記録される屈折情報を演算した時のアライメント状態を、少なくとも前記記録手段の記録完了の後までそのまま表示することを特徴とするレンズメーター。

技術分野

0001

本発明は眼鏡店等で眼鏡レンズ等の屈折情報を算出するのに使用されるレンズメーターに関するものである

背景技術

0002

レンズメーター、特に眼鏡等のレンズの屈折情報を自動的に算出するオートレンズメータとして、TVモニタ、或はLED等の表示器上に装置側と被検レンズとの光軸垂直方向アライメント状態を表示することにより、検者がこの表示を見ながら被検レンズのアライメントを行なえるようになっている構成のものが知られている。

0003

図9は従来のレンズメーターの表示の例で、32はTVモニタやLED等の表示器、33は表示範囲、34は被検レンズの被測定部分プリズム度数測定値に応じた位置を示すマーク表示である。被検レンズの各部を測定位置に配置することにより測定範囲全域のプリズム度数が単一の表示範囲33で順次表示できる様になっており、その情報をもとにアライメントを行う。また、以下のようなものも知られている。図10は被検レンズのプリズム値が略0になる部分付近が位置合せすべき位置に近付いたアライメント状態を示した表示例で、この様にプリズム値0の付近が位置合せすべき位置に近付くと、マークの位置では細かなずれがわかりにくいので、そのかわりにプリズム度数に応じた位置を示すマーク34がマーク35のようにその形や色等を数段階に換える様になっている。これによりアライメントが所定の許容範囲内に入ったことを示す。

0004

また、表示範囲では現状のアライメント状態をリアルタイムに表示するようになっているのが普通である。

0005

しかしながら、上記従来例ではプリズム度数を測定範囲全域にわたって単一の表示範囲で同じ様に表示するため、アライメント精度優先すると大まかなアライメントの操作性が悪くなり、大まかなアライメントを重視するとアライメント精度が悪くなる。また、大まかなアライメントを優先した装置で、アライメントが許容範囲内になった場合、即ちプリズム値0の付近が位置合せすべき位置に近付いた場合にマークの形や色を変えることによってアライメント状態を表示するもの(図10に示す様なもの)では、そのずれ方向まではわかりにくく、更に細かくアライメントすることが難しいという欠点があった。

0006

また、上述従来例では、アライメント終了後、スイッチ入力等により測定値を記憶するのみで、アライメント状態は現在の状態しか表示器上に表示されないので、特にレンズ押えの無い装置では、測定終了後レンズが動いてしまった場合にどのようなアライメント状態で計測が行なわれたかを再度確認しようとしてもできなかった。

0007

本発明の第1の目的は、前述従来例の問題点に鑑み、大まかなアライメントの操作性を損なうことなく、詳細なアライメント状態の確認が検者に可能なレンズメーターを提供することにある。

0008

本発明の第2の目的は、前述従来例の問題点に鑑み、測定終了後でも容易に測定時のアライメント状態を確認することが可能なレンズメーターを提供することにある。

0009

本願の第1の発明によれば、光軸方向に被検レンズの位置を設定するための被検レンズ位置設定手段、該被検レンズ設定手段に位置設定された被検レンズに光束を投射するための光束投射手段、該光束投射手段からの投射光束の一部を選択する光束選択手段、該選択手段により選択された前記被検レンズからの光束を光電的に検出する光束検出手段、該光束検出手段で検出した情報により被検レンズの屈折情報を演算算出する屈折情報演算手段、前記被検レンズと前記光束検出手段との光軸垂直方向に関するアライメント状態を表示するアライメント表示手段を有し、該アライメント表示手段は、前記被検レンズと光束検出手段とが整合した位置関係に近づいた際に前記アライメント状態を拡大表示することにより、大まかなアライメントの操作性が悪くなること無く、精度よくアライメントができる。

0010

また、本願の第2の発明によれば、光軸方向に被検レンズの位置を設定するための被検レンズ位置設定手段、該被検レンズ設定手段に位置設定された被検レンズに光束を投射するための光束投射手段、該光束投射手段からの投射光束の一部を選択する光束選択手段、該選択手段により選択された前記被検レンズからの光束を光電的に検出する光束検出手段、光束検出手段で検出した情報により被検レンズの屈折情報を演算算出する屈折情報演算手段、該屈折情報演算手段の演算結果を記録する記録手段、被検レンズと光束検出手段との光軸垂直方向に関するアライメント状態を表示するアライメント表示手段を有し、該アライメント表示手段は、前記屈折情報演算手段が前記記録手段に記録される屈折情報を演算した時のアライメント状態を、少なくとも前記記録手段の記録完了の後までそのまま表示することにより、測定終了後でも容易にアライメント状態を確認することができ、特に、レンズ押さえのないオートレンズメーターに有効である。

0011

図1は本発明の第一実施例のオートレンズメーターを示すブロック図である。図中1は測定用光源、2はコリメーターレンズ、3はレンズ位置設定部材、4は光束選択手段である多穴絞り、5は撮像素子、6は撮像素子駆動回路、7はADコンバータ、8は画像メモリ、9はマイクロコンピュータ、10はマイクロコンピュータ9のプログラム等を記憶したROM、11は演算やデータの記憶のためのRAM、12はアライメントマークや測定値を表示するための画像記号発生回路、13は画像合成手段、14はモニタ、15は測定用光源1の制御回路である。Gは測定対象である被検レンズである。

0012

測定用光源1からの光束はコリメーターレンズ2を通り、被検レンズGに投影される。被検レンズGに投射された光束は、被検レンズで屈折した後に被検レンズの略後面にある光束選択手段である絞り4で複数の光束に分割され、撮像素子5上に投影される。図2は絞り4の説明図で、4a〜4eの5つの開口をもち、4eは光軸上、他は4eを中心とする円周上にある。また、被検レンズGはレンズ位置設定部材3により測定時の光軸方向の位置が設定されている。

0013

撮像素子5は撮像素子駆動回路6により駆動され、撮像素子5上に投影された光束像画像信号として撮像素子駆動回路6より出力される。出力された画像信号は、ADコンバータ7によりデジタル化され画像メモリ8に記憶される。画像メモリ8に記憶されたデータは、マイクロコンピュータ9によりその光束像の撮像素子上の位置座標が求められ、その座標から被検レンズの屈折情報である、プリズムの水平方向Px、プリズムの垂直方向Py、球面度数S、円柱度数C、その軸角度Aが求められる。

0014

アライメントマークや測定値を表示するための画像記号発生回路12からの画像信号は、撮像素子駆動回路6より出力された画像信号と画像合成手段13により合成され、TVモニタ上に表示される。

0015

図3はTVモニタ上の画像の例で被検レンズGのプリズム度0位置が光軸上から大きくずれている場合、即ちアライメントが大きくずれている場合を示している。20はアライメント用マークであり、光軸の位置を示している。また、21a〜21eはそれぞれ絞り4の5つの開口で選択された光束の像である。この装置では像21eがアライメントマーク20と完全一致することにより、被検レンズGのプリズム度0位置が光軸上にあること、即ち被検レンズと装置とが完全な整合位置関係にあることがわかることになる。24は被検レンズのプリズム度数0の付近の水平方向プリズム度数を拡大表示するための拡大表示部であり、25は被検レンズのプリズム度数0の付近の垂直方向プリズム度数を拡大表示するための拡大表示部である。これらの拡大表示部は、撮像素子6から得られた像21eの各方向に沿った(アライメントマーク20に対する相対的な)位置信号を基に画像合成手段13でモニタ表示上に画像合成される。このとき、光束像21eとアライメントマークとの各方向のずれは、表示マーク所定位置(ここではアライメントマーク20の十字線延長線とこれら拡大表示部との交差位置)からの同じ方向のずれとして表示される。この表示マークの所定位置からのずれの量は、実際に光束像表示部分に現れている像21eとアライメントマーク20とのずれ量よりも大きくなる様に倍率設定されている、即ち拡大表示されることになる。この図では像21eとアライメントマーク20とが大きくずれているため、これらの拡大表示部にマークが表示されていない。

0016

図4はTVモニタ上の画像の例でほぼアライメントが合っている場合である。22は水平方向プリズム度数を拡大表示する拡大表示部24において被検レンズのプリズム度数0の付近(ここでは孔4eに選択される光束が通過した部分)の水平方向プリズム度数を表す表示マークである。モニタ表示上の光束像21eとアライメントマーク20を見ただけではこの方向のずれの存在はわからないが、この拡大表示部24における拡大表示で少しずれているのがわかる。また、23は垂直方向プリズム度数を拡大表示する拡大表示部25において被検レンズのプリズム度数0の付近の垂直方向プリズム度数を表す表示マークであり、この図ではこの方向のアライメントが合っている例である。

0017

次に本装置における操作の仕方を示す。検者は被検レンズGをレンズ位置設定部材3に当て、モニタ14を見ながら中心の光束21eが、ほぼアライメントマーク20に合うように、被検レンズGを動かす。アライメントが大きくずれていると、図3の様な表示であるが、中心の光束像21eがほぼアライメントマーク20に合うと図4の様な表示になる。次に、プリズム度数の拡大表示部24、25中のプリズム表示マーク22、23がその中心位置になるようにアライメントを行うことにより精度よくアライメントすることができる。画像メモリ8による画像信号の記憶行程、この記憶データを基にした被検レンズの各種の屈折情報のマイクロコンピュータ9による算出行程はリアルタイムに行なわれており、アライメント終了後、検者が不図示のスイツチを押すことにより、その時点でのマイクロコンピュータ9の求めた屈折情報がRAM11に記憶される。この間スイツチを押した時点でのアライメント状態をモニタに表示したままにしておき、測定を終了後も表示をそのまま続ける様にしている。この様にする事で、測定終了後でも容易にアライメント状態を確認することができる。

0018

図5は本発明の他の実施例のオートレンズメーターにおける表示の例を示す図である。以下の実施例では他の装置構成図1と同様なので省略する。図5においては、図4の水平方向の表示部24と垂直方向の表示部25、即ち各方向ごとに設けられた二つの表示部の代わりに、ずれを2次元表示する拡大表示部26を設けたものであり、表示マーク27でプリズム度数0の付近(孔4eに選択される光束が通過した部分)のプリズム度数を表示している。このマーク27が表示部26の中心に一致すると、被検レンズのプリズム度数0の位置が光軸に一致したことになる。

0019

また、前記例では大まかなアライメント用に測定光束像を直接表示していたが、測定光束像を直接表示せずに、プリズム度数のマークによる表示にしてもよい。図6はこの表示の例で27は大まかなアライメント用のプリズム度数の表示範囲で28の十字の位置がそのプリズム度数とその方向を示している。このプリズム度数は被検レンズの孔4eに選択される光束が通過した部分のプリズム度数を表し、表示範囲27の中央に十字28が位置した時がプリズム度数0を示す。このプリズム度数は像21eの位置より求める。なお、光軸付近の拡大表示は図4と同じものである。

0020

前記例では、プリズム度数が0付近のプリズム度数を拡大表示したが、プリズム度数の代わりに偏芯量及びその偏芯方向を表示してもよい。一般に偏芯量hは以下の式で表される。

0021

h=P/D
ここでPはプリズム度、Dはその方向の屈折度を表す。屈折度Dは、光束像21a〜21dの光束像21eに対する位置から求められる曲面度数S、円柱度数C、軸角度Aと屈折度を求める方向の角度θとから一般に良く知られている式により求められる。これをマイクロコンピュータ9で求めてモニタに表示させるようにする。

0022

なお、以上の実施例では、大まかなアライメント用とは別に細かなアライメント用の、プリズム度数が0付近のプリズム度数を拡大表示する手段を設けたが、プリズム度数所定値以内の時、同一領域にでその表示範囲を切り換え、プリズム度数が0付近のプリズム度数を拡大表示してもよい。図7図8はこの表示の例で、14は表示器である。29は測定領域全域の表示範囲であり、この状態で大まかなアライメントを行う。30はプリズム度数に応じた位置を示しているマークである。このマーク30が所定範囲36になると、図8のようにその範囲が拡大され、細かなアライメントが可能になる。また、この例では、拡大表示されたことはプリズム度数に応じた位置を示すマーク30を31のように形を換えることで表示しているが、別途表示してもよい。

0023

なお、以上の実施例では、被検レンズのほぼ後面に直接絞りを設定したが、光学系を用い、前記実施例と同様の効果がでるように被検レンズの後面と略共役位置に配置してもよい。

0024

また、前記実施例では光束検出手段として撮像素子を用いたが、ラインセンサーポジションデテクターPSD)、フォトセンサー等を用いたオートレンズメーターに応用しても同様の効果がえられる。

0025

また、光束選択手段として複数の開口を用いたが、リング上のものや、光束検出手段に応じた形状のものを用いても良い。

0026

また、前記実施例では表示手段としてTVモニタを使用したが、LEDや液晶等の表示手段を用いても良い。

発明の効果

0027

以上説明したように、本願第1発明により大まかなアライメントの操作性が悪くなること無く、精度よくアライメントができるまた、本願第2発明により測定終了後でも容易にアライメント状態を確認することができ、特に、レンズ押さえのないオートレンズメーターに有効である。

図面の簡単な説明

0028

図1本発明の第1の実施例のオートレンズメーターの構成を示すブロック図である。
図2絞りの説明図である。
図3第1実施例のオートレンズメーターにおけるTVモニタ表示例である。
図4第1実施例のオートレンズメーターにおける他のTVモニタ表示例である。
図5第2実施例のオートレンズメーターにおけるTVモニタ上の表示例である。
図6第3実施例のオートレンズメーターにおけるTVモニタ上の表示例である。
図7第4実施例のオートレンズメーターにおけるTVモニタ上の表示例である。
図8第5実施例のオートレンズメーターにおけるTVモニタ上の表示例である。
図9従来例における表示例である。
図10従来例における表示例である。

--

0029

G被検レンズ
1測定用光源
2レンズ
3レンズ位置設定部材
4絞り
5撮像素子
6撮像素子駆動回路
ビデオADコンバーター
画像データメモリ
9マイクロコンピュータ
10 ROM
11 RAM
12 画像記号発生手段
13画像信号合成手段
14TVモニタ
15 測定用光源制御手段

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