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技術 レンズチェッカー

出願人 株式会社レクザム
発明者 小出珠貴
出願日 2018年7月19日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2018-136137
公開日 2020年1月23日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-012765
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 プラスチック製筒体 支持アーム部材 直交軸線 透過光用光源 基台部分 反射割合 撮像型 回析像
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(2020年1月23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 (8)

課題

被検レンズの観察または検査装置としての小型化を図ると共に、高価な機械演算処理手段等を用いることなく安価に、然も被検レンズにおける光学的に把握し難い浅いキズや小さいキズ及びゴミ等の他、殊に脈理についても目視による人的判別または観察を容易に行える撮像型レンズチェッカーを提供する。

解決手段

被検レンズの透過光用光源2に対応する被検レンズ載置台3と共軸関係に撮像手段9を対向配置すると共に、被検レンズ載置台を貫く光軸に対し同軸的に設けたコリメートレンズ4を相対的に移動調節自在になすと共に、撮像手段の光路中ナイフエッジが位置して光学視野の半分を交互に遮ることができる遮光切換手段8を設け、かつ被検レンズからの透過光の成分を制限する偏光子20a,20bを設けて脈理透過光の複屈折光束による脈理画像を得ることを特徴とする。

概要

背景

使用中のメガネレンズコンタクトレンズ等について、その受光画面或いは撮像画面の画
像から、レンズ表面や裏面のキズ汚れ、埃やゴミ等の異物目視判別するよう構成され
たレンズチェッカーを用いて人的に目視観察または検査する場合に、次の様な種々の問題
が存在していた。
即ち、被検レンズ表面におけるキズが深い場合や、大きなキズや大きな塵やゴミ等の異物
の場合には、キズやゴミ等を透過した透過光屈折割合や反射割合が大きいので、これを
光学的に捉えることは比較的容易であるのに対し、内部の素材密度分布の異常による脈理
や表面の浅いキズに相当する研磨ムラ等の場合には、屈折する透過光や反射される反射光
等の検出光を光学的に捉えることが難しいので、検出した僅かな光に基づく画像の目視的
判別または観察が不可能な状況となり、同時に検出光に基づく画像データの数値も小さい
ので、機械的に判別するための検出器機の解析精度を上げる必要性があるという観点から
みても困難性を増し、こうした後者のような脈理や浅いキズ及び研磨ムラ等に対する判別
装置の需要改善策が切望されているのが現状である。
また、光源側のコリメートレンズ等の光学系に対して受光側の撮像装置スクリーン等は
、その外径寸法を大径化して受光範囲を大きくするのが一般的構成であり、特に光学系の
大径化の傾向は、被検レンズ上に存在する異物の部位は特定されていないことと相俟って
隠し文字隠しマークの場合は概ね被検レンズの周縁付近刻印されているのが一般
的であるので、被検レンズの全体をカバーできるように光学系の大径化を図ることは避け
得ない傾向にある。

更に、CCDカメラ等の撮像手段を受光側に設けてなる従来の撮像型レンズチェッカーの
場合、光源からの散乱光を被検レンズのバックライトとして照射し、被検レンズを明視野
照明または暗視野照明してキズ等を際立たせるようにしているが、殊に散乱光を受ける受
光側の光学系の大径化は免れないとともに、暗視野または明視野状態で観察されたキズや
汚れ、隠しマークや異物等が、レンズの表面に存在するのか裏面に存在するのかの判別を
行うためには、レンズの表面画像裏面画像焦点調節操作ピント合わせ)をその都度
行って撮像し直さねばならないという煩わしさを伴っていた。
一方、撮像画像の人的な目視観察によらずに、撮像画像データを用いて被検レンズの正常
部分とキズや異物との判別を、光強度分布輝度分布として捉えて機械的に判別または判
定するためには、輝度センサーや機械的にデータ処理するための演算処理手段が必要とな
るので、光学機器としても複雑化するうえにその演算処理手段に関する費用が嵩み、高価
になってしまう不都合を伴うものであった。

概要

被検レンズの観察または検査装置としての小型化をると共に、高価な機械的演算処理手段等を用いることなく安価に、然も被検レンズにおける光学的に把握し難い浅いキズや小さいキズ及びゴミ等の他、殊に脈理についても目視による人的判別または観察を容易に行える撮像型レンズチェッカーを提供する。被検レンズの透過光用光源2に対応する被検レンズ載置台3と共軸関係に撮像手段9を対向配置すると共に、被検レンズ載置台を貫く光軸に対し同軸的に設けたコリメートレンズ4を相対的に移動調節自在になすと共に、撮像手段の光路中ナイフエッジが位置して光学視野の半分を交互に遮ることができる遮光切換手段8を設け、かつ被検レンズからの透過光の成分を制限する偏光子20a,20bを設けて脈理透過光の複屈折光束による脈理画像を得ることを特徴とする。

目的

本発明における第一の解決課題は、被検レンズ自体の素材密度分布の異常に基づく脈理に
対する目視的判別を可能にするために、被検レンズを含む光学系の光路中の少なくとも受
光側において、被検レンズを透過した透過光を偏光制御するための偏光子(若しくは波長
板)を適宜組み入れ操作自在に設けることにより、被検レンズを透過した透過光のXY方
向の偏光成分を適宜制限可能となし、被検レンズ内部の脈理部分においてXY方向の偏光
成分とは異なる方向に複屈折された異常な透過光束のみを撮像手段により受光し、これを
脈理に基因した鮮明な脈理画像として得ることができるよう構成し、以って、上記先行
献3における如き光源側の偏光板と受光側のナイフエッジとの同期的な操作と制御機構
設けることなく、簡単な構造にして脈理に対する人的な判別や観察を、確実かつ安価に行
うことができる優れたレンズチェッカーを提供する

効果

実績

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牽制数
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請求項1

被検レンズに対する透過光用光源同軸的に配置されたピンホール型の絞り手段を備えた基台の上面中央部には、被検レンズの載置台を設けると共に、当該被検レンズ載置台を貫く光軸に対しほぼ同軸的にコリメートレンズを配置する一方、この基台上の一側に植立させた支柱上端部には、前記光源と共軸関係となるように被検レンズの表面または裏面の画像を撮影するための対物レンズ結像レンズ、及び撮像手段からなる受光側光学系対向配置し、かつ当該結像レンズ及び撮像手段からなる受光側光学系に対し、少なくとも被検レンズからの透過光のXY成分の一方を偏光するための偏光子を適宜光路中に介在操作自在に設けて、透過光のXY成分を適宜制限した状態において、被検レンズの脈理部分による複屈折光束のみを受光し、これを撮像可能に構成したことを特徴とするレンズチェッカー

請求項2

上記受光側光学系を構成する撮像手段の光路中には、光学的受光範囲の光軸中心ナイフエッジが位置して視野の半分を交互に遮ることができる遮光切換手段を、光軸に対する直交軸線に沿って同一平面内で進退操作自在に設けるとともに、当該遮光切換え手段と一体的に上記透過光のXY成分を制限するための偏光子若しくは波長板を設け、各要素の切換操作の手順が一義的に行われるよう構成したことを特徴とする上記請求項1項記載のレンズチェッカー。

請求項3

上記光源側光学系を構成するよう基台の上面中央部に設けた被検レンズ載置台を貫く光軸に対し、ほぼ同軸的に配置したコリメートレンズを、光軸に対して直交する方向に相対的にスライド移動調節自在に配置してなり、当該コリメートレンズを僅かに移動操作することにより、被検レンズに対する透過光の照射位置移動調節自在に構成したことを特徴とする上記請求項1項乃至2項記載のレンズチェッカー。

技術分野

0001

本発明は、眼鏡用レンズコンタクトレンズ、及びその他の光学レンズ等の被検レンズ
面のキズ汚れ及びゴミまたは隠しマーク等の外観検査や観察等に使用されている、所謂
レンズチェッカーに関し、殊に被検レンズ内部の脈理や表面の研磨不良等の検査や観察に
適した装置に関する。

背景技術

0002

使用中のメガネレンズやコンタクトレンズ等について、その受光画面或いは撮像画面の画
像から、レンズ表面や裏面のキズや汚れ、埃やゴミ等の異物目視判別するよう構成され
たレンズチェッカーを用いて人的に目視観察または検査する場合に、次の様な種々の問題
が存在していた。
即ち、被検レンズ表面におけるキズが深い場合や、大きなキズや大きな塵やゴミ等の異物
の場合には、キズやゴミ等を透過した透過光屈折割合や反射割合が大きいので、これを
光学的に捉えることは比較的容易であるのに対し、内部の素材密度分布の異常による脈理
や表面の浅いキズに相当する研磨ムラ等の場合には、屈折する透過光や反射される反射光
等の検出光を光学的に捉えることが難しいので、検出した僅かな光に基づく画像の目視的
判別または観察が不可能な状況となり、同時に検出光に基づく画像データの数値も小さい
ので、機械的に判別するための検出器機の解析精度を上げる必要性があるという観点から
みても困難性を増し、こうした後者のような脈理や浅いキズ及び研磨ムラ等に対する判別
装置の需要改善策が切望されているのが現状である。
また、光源側のコリメートレンズ等の光学系に対して受光側の撮像装置スクリーン等は
、その外径寸法を大径化して受光範囲を大きくするのが一般的構成であり、特に光学系の
大径化の傾向は、被検レンズ上に存在する異物の部位は特定されていないことと相俟って
隠し文字や隠しマークの場合は概ね被検レンズの周縁付近刻印されているのが一般
的であるので、被検レンズの全体をカバーできるように光学系の大径化を図ることは避け
得ない傾向にある。

0003

更に、CCDカメラ等の撮像手段を受光側に設けてなる従来の撮像型レンズチェッカーの
場合、光源からの散乱光を被検レンズのバックライトとして照射し、被検レンズを明視野
照明または暗視野照明してキズ等を際立たせるようにしているが、殊に散乱光を受ける受
光側の光学系の大径化は免れないとともに、暗視野または明視野状態で観察されたキズや
汚れ、隠しマークや異物等が、レンズの表面に存在するのか裏面に存在するのかの判別を
行うためには、レンズの表面画像裏面画像焦点調節操作ピント合わせ)をその都度
行って撮像し直さねばならないという煩わしさを伴っていた。
一方、撮像画像の人的な目視観察によらずに、撮像画像データを用いて被検レンズの正常
部分とキズや異物との判別を、光強度分布輝度分布として捉えて機械的に判別または判
定するためには、輝度センサーや機械的にデータ処理するための演算処理手段が必要とな
るので、光学機器としても複雑化するうえにその演算処理手段に関する費用が嵩み、高価
になってしまう不都合を伴うものであった。

先行技術

0004

上記した如く、人的に目視観察するレンズチェッカーであって、被検レンズLを観察する
ための発光ダイオード5とピンホール板6とコリメータレンズ7とからなる照明光学系
に対して共軸関係に対向配置された大径の投影スクリーン4等の撮像手段を設けて、スク
リーン4上の影像または影像出力画面を目視観察するように構成された先行例としては、
例えば下記特許文献1が、また、被検レンズ5を観察するための拡散板20と一体の照明
ユニット120を、対向配置されたCCDカメラ30等に対して共軸調整自在に設けて、
被検レンズ5を透過した画像データから、透過光の光強度に関する輝度分布を計測し、輝
度等を数値化して比較演算することにより機械的にキズや異物の判定を行う先行例として
は、例えば下記特許文献2が、更に被検物12の脈理を観察するために、当該被検物12
レーザー光源1側の光路中偏光板4をまた、受光側の撮像レンズ5の焦点位置おける
光路中にナイフエッジ6をセットで配置し、これ等の偏光板4とナイフエッジ6を同期し
回転制御して得た画像を用いて脈理を観察する先行例として、例えば下記特許文献3が
夫々知られているが、何れも簡単かつ安価に然も小型にして被検レンズ内部の脈理や表面
の研磨ムラ等に関する判別精度の問題を解決できるものではなかった。
特開平10−132707号公報
特開平9−269276号公報
特開平7−311153号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明における第一の解決課題は、被検レンズ自体の素材密度分布の異常に基づく脈理に
対する目視的判別を可能にするために、被検レンズを含む光学系の光路中の少なくとも受
光側において、被検レンズを透過した透過光を偏光制御するための偏光子(若しくは波長
板)を適宜組み入れ操作自在に設けることにより、被検レンズを透過した透過光のXY方
向の偏光成分を適宜制限可能となし、被検レンズ内部の脈理部分においてXY方向の偏光
成分とは異なる方向に複屈折された異常な透過光束のみを撮像手段により受光し、これを
脈理に基因した鮮明な脈理画像として得ることができるよう構成し、以って、上記先行文
献3における如き光源側の偏光板と受光側のナイフエッジとの同期的な操作と制御機構
設けることなく、簡単な構造にして脈理に対する人的な判別や観察を、確実かつ安価に行
うことができる優れたレンズチェッカーを提供することにある。

0006

そして本発明における付帯的な課題として、上記先行文献1におけると同様に光源側の光
源からの照射光を制限するピンホール型の絞り手段により光束を制限し、この特定の光軸
中心光束をコリメートレンズにて平行光束として被検レンズに照射し、被検レンズを透過
させた後の光路中に設けたナイフエッジ効果を得て受光側の受像装置により被検レンズの
透過光による画像を際立たせる、所謂シュリーレン効果を得ることに関しては大きな違い
はないが、特徴とするところは、光源側においてその照射光のコリメートレンズユニット
を、光軸に対して直交する水平方向に所定量だけ相対的にスライド自在に設けることに
より、被検レンズに対する透過光の照射位置を適宜変更調節自在になし、被検レンズにお
いて屈曲された透過光束を受光可能に調整可能にすると共に、コリメートレンズ等の光学
系の大径化を押え、これにより受光側光学系の大径化をも併せて小径化することができ、
引用文献1における如き、受光側大径スクリーン(またはCCDカメラ)等の受光側光
系の小径化を図れ、曳いてはレンズチェッカー全体として、装置の小型化を果たすことが
可能な安価な人的観察式のレンズチェッカーを提供することにある。
更にまた本発明における付帯的な課題として、引用文献2の如き機械的判定に必要な輝度
センサーや画像データの数値化のための高価な演算処理手段に代えて、撮像光学系に簡単
光量調節手段及びナイフエッジ式の遮光換機構を付け加えることにより、視差画像
得るだけでなく前記したシュリーレン光学系の効果とも相俟って、被検レンズ表面におけ
る研磨ムラ等による透過光の散乱光画像鮮明度の向上を安価に図れると共に、画像の判
別を安価に果たすことができるレンズチェッカーを提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

被検レンズに対する透過光用光源同軸的に配置されたピンホール型の絞り手段を備えた
基台の上面中央部には、被検レンズの載置台を設けると共に、当該被検レンズ載置台を貫
く光軸に対しほぼ同軸的にコリメートレンズを配置する一方、この基台上の一側に植立
せた支柱上端部には、前記光源と共軸関係となるように被検レンズの表面または裏面の
画像を撮影するための対物レンズ結像レンズ、及び撮像手段からなる受光側光学系を対
向配置し、かつ当該結像レンズ及び撮像手段からなる受光側光学系に対し、少なくとも被
検レンズからの透過光のXY成分の一方を偏光するための偏光子を適宜光路中に介在操作
自在に設けて、透過光のXY成分を適宜制限した状態において、被検レンズの脈理部分に
よる複屈折光束のみを受光し、これを撮像可能に構成したことを特徴とするものである。

0008

更に、本発明における上記受光側光学系を構成する撮像手段の光路中には、光学的受光
囲の光軸中心にナイフエッジが位置して視野の半分を交互に遮ることができる遮光切換手
段を、光軸に対する直交軸線に沿って同一平面内で進退操作自在に設けると共に、当該遮
切換手段と一体的に、上記透過光のXY成分を制限するための偏光子若しくは波長板
設け、各要素の切換操作の手順が一義的に行われるよう構成したことを特徴とするもので
ある。
加えて、本発明における上記光源側光学系を構成するよう基台の上面中央部に設けた被検
レンズ載置台を貫く光軸に対し、ほぼ同軸的に配置したコリメートレンズを、光軸に対し
て直交する水平方向に相対的にスライド移動調節自在に配置してなり、当該コリメート
ンズを僅かに移動操作することにより、被検レンズに対する透過光の照射位置を移動調節
自在に構成したことを特徴とするものである。

発明の効果

0009

本発明のレンズチェッカーは、被検レンズに対する透過光用光源と同軸的に配置されたピ
ホール型の絞り手段を備えた基台の上面中央部には、被検レンズの載置台を設けると共
に、当該被検レンズ載置台を貫く光軸に対しコリメートレンズを配置する一方、この基台
上の一側に植立させた支柱の上端部には、前記光源と共軸関係となるように被検レンズの
表面または裏面の画像を撮影するための対物レンズと結像レンズ、及び撮像手段からなる
受光側光学系を対向配置し、かつ当該結像レンズ及び撮像手段からなる受光側光学系に対
し、少なくとも被検レンズからの透過光のXY成分の一方を偏光させるための偏光子を適
宜光路中に介在操作自在に設けて、透過光のXY成分を適宜制限した状態において被検レ
ンズの脈理部分による複屈折光束のみを受光し、これを撮像可能に構成したので、被検レ
ンズ本体における脈理を透過した複屈折光束のみを正常部分からの透過光成分遮断され
ているために際立たせることができ、これに依る脈理部分の鮮明な画像を得ることができ
るから、今まで人的目視判別が困難とされてきた脈理を容易に目視判別することができる
優れた機能を発揮できるのである。
そして、本発明において特徴とするところは、上記受光側光学系を構成する撮像手段の光
路中には、光学的受光範囲の光軸中心にナイフエッジが位置して視野の半分(水平面内で
の左右方向、或いは前後方向の半分)を交互に遮ることができる遮光切換手段を、光軸に
対する直交軸線に沿って同一平面内で進退操作自在に設けると共に、当該遮光切換手段と
一体的に上記透過光のXY成分を制限するための偏光子若しくは波長板を設け、各切換操
作の手順が一義的に行われるよう構成したので、ナイフエッジや偏光子を必要とするよう
な作業に応じて、本発明のレンズメーター装置においては、光路中への切換え操作を行う
に際しその操作手順が必ず順番に行われることとなり、即ち同時にナイフエッジと偏光子
を光路中にセットする恐れがないので、誤った操作をすることが確実に防止され、安全性
と正確性に優れた検査や観察作業保障され、然も例えば、これ等を自動的に操作するた
めの駆動アクチュエータを設ける場合であっても、単一の駆動系で済むために構成上経済
的である等、装置として優れた操作性と経済性を兼ね備えた実用的効果を発揮することが
できるものである。

0010

なお、当然のことながら被検レンズにおける表面のキズやゴミ等は、上記脈理と比べて透
過光の散乱が顕著であるので、得られる画像に基づく目視判別を今まで通り容易に行える
ことは勿論であり、更に、被検レンズ表面の研磨ムラについても、被検レンズの透過光が
研磨ムラの為に散乱光となって受光されるに際しても、特に光量の強い光軸中心付近
透過光がナイフエッジにより制限されて周辺の散乱光部分が見やすくなり、研磨ムラと
して明暗がはっきりした鮮明な画像として撮像できるから、その判別を精度よく然も人的
に容易に行うこともでき、然も輝度センサーや高価な演算処理手段等を用いる必要がない
ので、安価にかつ確実に判別または観察を行える優れたれた実用的効果を発揮できるので
ある。

0011

また本発明のレンズチェッカーは、上記基台の上面中央部に設けた被検レンズ載置台を貫
く光軸に対しほぼ同軸的に配置したコリメートレンズを、光軸に対して直交する水平方向
に相対的にスライド移動調節自在に配置してなり、当該コリメートレンズを僅かに水平移
動操作することにより、被検レンズに対する透過光の照射位置を被検レンズに移動調節自
在に構成してあるので、一般的に被検レンズの周縁部近傍に設けられていることが多い隠
マークの観察にも適しているばかりでなく、ピンホール型の絞り手段により屈折された
光源からの照射光が被検レンズから外れてしまうようなことがあっても、コリメートレン
ズを左右(或いは前後)方向へ僅かに水平移動操作することにより、照射光が被検レンズ
から外れることなく適宜被検レンズを照射することができ、被検レンズを透過した透過光
を受光側の光学系により確実に捉えることができるので、これ等の光学機器について、少
なくとも水平移動操作可能な範囲で小径化することができ、装置全体としてみても安価に
小型化を果すことが可能な優れた効果を併せて発揮できるのである。

0012

更に本発明の撮像型レンズチェッカーは、遮光切換手段として同一平面内にナイフエッジ
具備されているので、光学的な視野の半分、例えば、左右方向の半分に関し一方(右半
分)の画像に対する他方(左半分)の透過光が干渉することがないよう互いに遮光できる
ので、夫々の半分毎の画像を鮮明な画像として撮像することができて観察画像の人的な読
み取りや判別の精度を大幅に向上し得るという優れた効果を併せて発揮する。

図面の簡単な説明

0013

本発明のレンズチェッカーの全体構成の一実施例を示す斜視図
本発明のレンズチェッカーの一実施例における本体部分の説明用縦断面図
図1におけるA−A矢視方向から見た基台部分の拡大断面図
本発明のレンズチェッカーにおける説明用光学線図
本発明のレンズチェッカーにおける脈理撮像原理を示す光学説明図
本発明のレンズチェッカーにおける偏光子と遮光切換手段を一体化した一実施例を示す拡大平面図
本発明のレンズチェッカーにより脈理を捉えた説明用写真

実施例

0014

本発明のレンズチェッカーの一実施例を図面に基づいて説明する。
先ず、本発明のレンズチェッカーの全体を示す図1において、基台1の上面中央部には、
内蔵された透過光用光源2からの照射光に対応させて、例えば、50ミクロン程度のピン
ホール2bを中央に穿孔した絞り手段としての絞り板2aが光源2に近接しかつ同軸的に
設けられ、中央に穿孔されたピンホール2bからの中心軸近傍外乱光の少ない照射光束
を、光軸に対する所定の屈折角度を与えて通過させ、後述の被検レンズ載置台3における
被検レンズLeへと対応するコリメートレンズユニット4(図2図3参照)による平行
光として照射されるよう構成されている。
そして本発明の一実施例における光源側においては、図2及び図3に詳述してあるように
、レンズチェッカー装置の基台1上には、光源2の光量を調節するための操作ダイヤル
aが設けられていると共に、光源2と共軸関係を保ち、被検レンズ載置用の透明ガラス板
3aを図示実施例の場合は、例えば黒色円筒状のプラスチック製筒体3bの頂部に組付け
られてなる被検レンズ載置台3が、その支持アーム部材3cにより片持ち支持状態に配置
され、然も当該載置台3は、片持ち支持部の調節摘み3dを例えば手動ネジ操作するこ
とにより、光軸に沿って同一軸線上を少なくとも上下方向に移動操作自在に取付けられお
り、後述する受光側の撮像手段9の合焦点位置を適宜変更調節自在に光源側光学系が構成
されている。
なお、上記被検レンズ載置用の透明ガラス板3aやプラスチック製筒体3bは円形或いは
円筒状に限られるものではなく、例えば四角形のものを採用して被検レンズ載置台3を構
成しても良いことは言うまでもない。

0015

更に本発明の光源側における特徴は、上記被検レンズ載置台3の筒体3bの筒体内側にお
いて、筒体3bとほぼ同軸的に一定の隙間を保ちつつ、例えば比較的小径な集光用レンズ
群4a、4b、4cから構成された照射光のコリメートレンズユニット4が組合されてお
り、かつ、当該コリメートレンズユニット4は、基台1上に水平に設けられたスライド式
ガイド部材4dによって片持ち支持状態のまま筒体3b内の空中に支持されていると共
に、当該支持部に取付けられた調節摘み4eを手動でネジ操作することにより、基台1に
対して装置正面から見て例えば、上記被検レンズ載置台3を貫く光軸に対して直交する水
平面内で左右或いは前後方向へと、筒体3bの内面に対する嵌合隙間許容される寸法に
応じて相対的に光軸と平行関係を保持したまま僅かに移動操作自在に構成されているので
、この相対的な移動操作により、コリメートレンズユニット4を経た照射光が被検レンズ
Leへと照射可能(図4の光学線図参照)であると共に、被検レンズLeにより屈曲を受
けた透過光束を受光側において受光することが可能であるので、一般的に被検レンズの周
縁部近傍に設けられていることが多い隠しマークなどを観察するのに便利なように構成さ
れているばかりでなく、例えば被検レンズLeがハイカーブレンズやコンタクトレンズな
どのように傾斜面や曲率半径が小さな面への入射時に透過光束を受光する上で有利な機構
であり、かつ、これ等の操作機構により機器全体の小型化を可能にしているのである。
なお、図示実施例においては、光源側光学系に点光源2及びピンホール2bとコリメート
レンズユニット4を用いて、撮像側における画像の鮮明度を得るのに有利な平行光束を用
いた事例を示してあるが、これ等の光学系における光源2やコリメートレンズユニット4
の構成は、本発明の実施例に限定されるものではなく、例えば安定したLE白色光源
採用し、或いは両者の光源を備えて作業に合わせて光源を切換使用可能に構成する等々、
必要に応じて変更実施してもよい。

0016

また、本発明の基本的な特徴として図示の実施例においては、一例として上記光源側光学
系の被検レンズ載置台3における透明ガラス板3aに対し、適宜近接或いは重合させて第
一の偏光子(若しくは第一の波長板)20aを同軸的に配置し、照射光におけるXY成分
のうちの何れかの成分、例えば、図5に示す如くX成分を遮断して残りのY成分のみに選
別制御された偏光光束として被検レンズLeに照射するようになし、かかる特定の(Y成
分)の透過光による被検レンズLeにおける正常部分を透過した透過光束に対する遮光制
御と相俟って、被検レンズLeにおける異常な密度分布を持つ脈理21aの部分を透過し
て複屈折された透過光束のみを、受光側における検出光とするよう構成されている。
一方、基台1の上面一側に植設した支柱5の上端部には受光側光学系として図2に示すよ
うに、上記透過光用光源2と共軸関係の下に載置台3の透明ガラス板3aと対向するよう
被検レンズLeを透過してきた透過光束による映像を撮像するための撮像手段9(例えば
CMOS等)をオーバーハング状態に、対物レンズ6a及び結像レンズユニット6b、6
c、6dとからなる結像レンズユニット6と共に支持してなり、当該撮像手段9により得
た画像データをパソコンまたはタブレットなどにおけるディスプレイ画面(図示せず)に
拡大表示し、この画面を人的に観察または検査するようにされ、これ等構成は従来の撮像
型レンズメーターの構成と基本的な違いはないが、本発明の場合における特徴的な構成と
して、上記光源側の第一の偏光子20aに対応させて受光側光学系の光路中に第二の偏光
子(若しくは第二の波長板)20bを適宜光路内に進退操作自在に配置し、例えば図5
一例を示す如く、上記第一の偏光子20aにてX成分がカットされてY成分のみの透過光
を、更にこの第二の偏光子20bにより偏光することにより暗視野状態を作り出し、こう
した透過光の主成分の遮断状態において上記したように、被検レンズLeに複屈折を発生
させる脈理21aが存在している場合には、複屈折された透過光が第一と第二の偏光子2
0a、20bを通り抜けて受光されることとなり、これが白色の脈理画像21bとして撮
像手段9により撮像することができるよう構成されおり、今まで目視判別などが困難とさ
れていた脈理の目視判別及び検査を確実に行うことができるのである。
なお図中9aは、撮像手段9のピントを微調整するための操作摘みを示す。

0017

加えて本発明では、更なる付帯的特徴の一つとして、図2乃至図4に示すように、光源側
においては照射光用光源2からの照射光が、絞り板2aのピンホール効果を受けた制限光
として屈折され、更に絞り板2aと同軸的に配置されたコリメートレンズユニット4を介
して載置台3の背面から照射されるのに対し、受光側においては、載置台3に対峙させた
対物レンズ6aにより、被検レンズLeを透過した平行光によるレンズ表面画像または背
面画像として結像レンズユニット6へと導き、その画像を撮像手段9に結像させる基本的
光学系において、当該撮像手段9の手前の光路中に、光量調節自在な例えば光路面積を連
続的に絞って変更する如き、例えば虹彩絞り形式可変絞り手段7と、光学的受光範囲の
光軸中心にナイフエッジ8a、8bが位置して視野の半分(例えば、水平面内での左右方
向、或いは前後方向の半分)を交互に同一平面内で遮ることができるように構成(図6
照)された遮光切換手段8を、光軸に対する直交軸線に沿って進退操作自在に装備してな
り、当該遮光切換手段8により上記撮像手段9において視差画像を必要に応じ適宜撮影可
能に構成されていることである。
即ち、本発明の遮光切換手段8は図6に示すように、光学的視野における例えば右側の半
円部分と左側の半円部分とを、各々ナイフエッジ8a、8bにより遮るよう配置されてい
ると共に、結像レンズユニット6の光軸に対して直交する軸線に沿って、当該遮光切換手
段8の何れかのナイフエッジ8aまたは8bを光路内へ選択的に進入退出操作自在に設け
られ、ナイフエッジ8a、8bの何れかで中心光束が遮られた透過光束が、遮られていな
い側の半円形の透過光束に干渉して回析画像に影響を及ぼすことのないように配置され、
夫々鮮明な視差像が得られるよう構成してなり、一般的な被検レンズ表面のキズと埃また
はゴミ等は勿論のこと、表面における研磨ムラの目視的判別並びに観察を高価な演算処理
手段を用いることなく、人的に容易にしかも安価に行えるようにしたものである。

0018

因みに図6の実施例においては、前記第二の偏光子20bを、結像レンズユニット6及び
撮像手段9による受光側光学系における遮光切換手段8と操作性を確保するために一体的
並列的に設けた事例を例示したが、操作手順などの適当な誤作動防止手段を別途設ける
ことが可能であれば、偏光子20bを遮光切換手段8と一体的に設ける必要はなく、適宜
光学的な光路内に同軸的に配置することができるのであれば、夫々別体的に設けることも
可能であるが、一体的に構成する方が駆動系を単一にできるので構成上有利であると共に
、操作性と誤作動防止効果を簡単な構成で実現できるので有利である。
また、撮像手段9に至る手前の受光側光路内において、レイアウト制約を受けない場合
には、前記光源側に設けた第一の偏光子20aを廃止して当該第一及び第二偏光子20a
及び20bを近接重合構造として組合せ、少なくとも受光側の光路内に配置してもよく、
更に、これ等の偏光子20a、20bは、被検レンズの透過光の波長成分を遮断制御可能
な波長板を代替採用して、透過光束を制限するよう操作することもできる等、これ等の何
れの構成を採用するかは、当業者ならば本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜選択
し採用実施することが可能である。

0019

更に本発明の実施例では、前記ナイフエッジ8a、8bを備えた遮光切換手段8には、例
えば絞り摘み7aまたはダイヤル(図示せず)を操作して光路面積を連続的に変更調節自
在な虹彩絞り形式の可変絞り手段7が一体的に設けられており、当該可変絞り手段7は遮
光切換手段8と同様に、結像レンズユニット6の光軸に対して直交する軸線に沿い光路内
へ選択的に進入退出操作自在に設けられ、これにより撮像手段9に対する絞り調節効果に
より画像の明るさを自由に調節し、被検レンズ表面のキズの判別観察を人的に行うことが
有利なように構成したことである。
なお、図6に例示した可変絞り手段7とナイフエッジ8a、8b及び上記偏光子20b等
の形態は、この図示実施例に限るものではなく、例えばこれ等を一体的に組合せることな
く個別に設けて夫々個別に操作するように構成しても良いが、一体的に構成した方が、前
記したように、切換え操作手順を間違いなく行うことが確実になるばかりでなく、操作用
の駆動系アクチュエータを必要とする場合にも単一系で済むので経済的にも有利で好まし
く、またその他に手動操作自動操作方式に構成すること等々の変更は、本発明の基本的
な目的と効果を逸脱しない限り何れの構成を採用しても構わない。
また、可変絞り手段7の形式も実施例に限らないこと勿論である。

0020

以下、本発明のレンズチェッカーの操作手順並びに観察要領等について、添付図面を参照
しつつ説明する。
先ず本発明のレンズチェッカーでは、被検レンズの検査または観察を開始するにあたり、
基台1のレンズ載置台3の上面に被検レンズLe(丸レンズであるか眼鏡フレーム入り
レンズであるかは問わない)を載せて、照射用光源2の光量を操作ダイヤル1aにより調
節しながら被検レンズLeからの透過光の画像を撮像手段9により撮影し、この撮像デー
タをパソコンなどに送信してディスプレイ画面に表示し、被検レンズの内部欠陥や表面の
キズと隠しマーク、或いはキズや埃または汚れなどを人的に観察検査するのであるが、前
者のような表面のキズと隠し文字やマークなどの場合には、その操作手順や観察要領等は
概ね従来のものと変わりはなく、可変絞り手段7の操作摘みまたはダイヤル操作(手動と
自動を問わない)により、画像の明るさと鮮明度を調整して観察する。

0021

ここで重要なことは、本発明の場合、図4に示す光学線図からも明らかなように、絞り板
2aにおけるピンホール効果のために照射光が屈折されても、被検レンズの周縁部に対す
コリメート光が外れずに照射できるということである。更に詳述するならば、コリメ
トレンズユニット4等の照射光側の光学系や対物レンズ6a等の受光側の光学系を夫々大
径に構成しなくても、即ちコリメートレンズユニット4による光束の照射位置が被検レン
ズLeから外れることのないように、照射光の照射位置を僅かに移動操作可能であるため
、特に被検レンズLeの周縁部に付与されていることが多い隠し文字やマークについても
、大径の光学系を用いることなく確実に観察できることである。
例えば、使用中の眼鏡フレームに枠入れされた眼鏡レンズの隠しマークなどを観察する場
合の手順の一例を説明するに、先ず、載置台3の透明ガラス板3a上に図示してない眼鏡
レンズを置いて、そのレンズ周縁部付近の隠し文字やマークを見つける。
この時、光源2からの照射光が眼鏡フレームを外れて照射されてしまうような場合であっ
ても、前述したように調節摘み4eを手動でネジ操作してコリメートレンズユニット4を
水平方向の右または左に僅かに相対的に摺動移動させ、これにより照射する平行光が眼鏡
レンズを透過するように調節することにより、当該透過光を受光側において受光できるの
で、例えハイカーブレンズのような場合であっても、隠し文字やマークを画像として確認
することができる。
更に隠し文字やマークを確認できた後において光学中心位置を求めるためには、レンズ性
能の特性として一般に知られている隠し文字やアライメントマーク間距離の34mmの丁
度半分の距離に相当する17mmだけレンズ中心寄りに移動した位置を、被検眼鏡レンズ
の光学中心位置としてマーキングすればよいので、このマーキングを利用して使用中の被
検レンズとフレームとの適合性などを確認評価すればよい。

0022

そして殊に、本発明のレンズチェッカーの注目すべき特徴的な脈理の判別要領について、
図5を参照しつつ以下説明する。
従来装置による明視野と暗視野の観察状態だけでは容易に判別確認することが困難とされ
ていた、被検レンズ内部の脈理の判別観察を行うには、前記した如く被検レンズ載置台3
の透明ガラス板3aの背面に適宜配置された第一の偏光子20aにおいて、光源2からの
照射光に対してそのXY成分の何れか一方の成分(例えばX成分)の偏光調整を行い、被
検レンズLeに対しその背面から照射光の残りのY成分のみを透過させることとなる。
そして、仮に被検レンズLeにおいて脈理21aが存在している場合には、当該脈理21
aの異常な歪や密度分布の違いにより、この脈理部分を透過した透過光が複屈折を受けた
偏光光束として透過することになり、同時に正常部分を透過した透過光束のY成分は、第
二の偏光子20bにより偏光されるので、受光画面は透過光のXY成分が制限された暗視
野状態の画面22となるのに対し、脈理21aにより複屈折を受けた透過光は、第二の偏
光子20bの偏光を受けることがないので受光画面上において明暗のはっきりした脈理画
像21bとなって現れ、撮像手段9により鮮明にこの脈理を捉えて撮像する(図7参照)
ことができ、従来目視判別が難しいとされていた脈理の判別判断を間違いなく確実に行う
ことができるのである。
即ち、上記した光学原理に基づく図5の光学説明図からも明らかなように、本発明のレン
ズチェッカーにより得られた図7に示す脈理写真では、被検レンズLeに対する透過光の
XY成分が制限された周囲の部分とは異なる中央部分(矢印A部分)が、脈理21aのた
めに複屈折を受けた脈理画像21b部分を表しており、本来透過光が制限されているため
に何も見えないはずの受光画面において、脈理画像A(21b)が人的に目視確認できる
ので参照されたい。なお、図7中の矢印B部分はマーカーペンインク部分である。

0023

なお、上記実施例においては、光源側の第一の偏光子20aにおいて照射光のX成分を制
限し、受光側の第二の偏光子20bにより透過光のY成分を制限するよう構成した事例を
説明したが、これ等のXY成分の制限を第一の偏光子20aと第二の偏光子20bの何れ
で行っても構わないが、少なくとも受光側において被検レンズを透過した透過光の主な波
長成分を遮断制御すると共に、脈理21aのために複屈折された透過光束を受光可能に構
成することが必要なことである。

0024

因に、受光側における所謂シュリーレン光学系を利用した例えば、類似した形状のキズと
埃や汚れ、或いは浅いキズや被検レンズ表面の研磨ムラ等の判別若しくは観察要領につい
て説明するに、本発明の場合、ナイフエッジ式の遮光切換手段8を受光側の光路内に組み
込まれているので、そのナイフエッジ効果による光軸中心付近の光量を押えた状態におい
て、レンズ表面のキズや研磨ムラ等に基因した散乱光を受光して鮮明な回析像を適宜得る
ことができる。
即ち、本発明のレンズチェッカーでは、最初に被検レンズの載置台3に対する撮像手段9
の焦点合わせの微調整を操作摘み9aにより行った後、観察対象とする被検レンズLeを
載置台3の透明ガラス板3aの上面に置いてから、レンズ表面または裏面の合焦点初期
設定について載置台3の調節摘み3dによる上下動操作により最初に行っておく。
次いで、載置台3上の被検レンズを透過した透過光束が、対物レンズ6aと結像ユニット
6bを経て撮像手段9に導かれる直前において、図2に示す光路内に位置していた前記可
変絞り7を光路外へ退出させると同時に、これと一体に設けられている遮光切換手段8の
右側ナイフエッジ8aまたは左側ナイフエッジ8bを交互に光路内に進出位置させること
により、夫々の半分毎の光束画面を撮影して視差像が適宜得られるように操作する。
ただし、半分毎の視差像を必要としない場合には、一方のナイフエッジを用いた回析像を
得るように操作すればよい。
このとき本発明の場合、遮光切換手段8におけるナイフエッジ8a、8bにより、被検レ
ンズを透過した視野の半分の光束がナイフエッジ効果により回析されて像を結ぶ一方で、
遮られた視野の半分における光軸中心付近の光束が確実にカットされるので、残された視
野の半分の光束に対して干渉することがなく、撮像手段9による撮影画像を鮮明な画像と
して得ることができるのである。

0025

なお、本発明は図示並びに本文記載の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない限り構成要素の代替要素を採用し、或いは、技術的な均等の範囲で構成要素に
変更を加えて採用実施することなど、自由に構成し実施可能であるので詳細な説明は省略
する。

0026

本発明は、被検レンズ表面の観察検査装置として眼鏡レンズやその他の光学レンズ等の欠
陥としての脈理や研磨ムラ及びキズ、埃やゴミ等の異物や汚れ、隠し字やマークなどの広
範囲な被検レンズの観察検査に利用可能なレンズチェッカーとして有用であり、併せて光
学技術の産業分野における小型化と精度の向上等を果すことにおいて利用可能である。

0027

1レンズチェッカーの基台
2透過光用光源
2aピンホール型の絞り板
3被検レンズの載置台
4コリメートレンズユニット
4e 調節摘み
6結像レンズユニット
7虹彩形式の可変絞り手段
8遮光切換手段
8a 右側ナイフエッジ
8b 左側ナイフエッジ
9撮像手段(CMOS)
20a第一偏光子
20b第二偏光子
21a脈理
21b脈理画像

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