(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2021059355
(43)【国際公開日】20210401
【発行日】20211111
(54)【発明の名称】レンズ光学特性測定装置、レンズ光学特性測定方法、プログラム、及び、記録媒体
(51)【国際特許分類】
   G01M 11/02 20060101AFI20211015BHJP
   G02C 13/00 20060101ALI20211015BHJP
【FI】
   !G01M11/02 B
   !G02C13/00
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】40
【出願番号】2019552930
(21)【国際出願番号】JP2019037407
(22)【国際出願日】20190924
(11)【特許番号】6677861
(45)【特許公報発行日】20200408
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】390000594
【氏名又は名称】株式会社レクザム
【住所又は居所】大阪府大阪市中央区南本町2丁目1番8号
(72)【発明者】
【氏名】小出 珠貴
【住所又は居所】愛知県名古屋市西区枇杷島三丁目12番7号 株式会社アサヒビジョン内
【テーマコード(参考)】
2G086
2H006
【Fターム(参考)】
2G086HH07
2H006DA05
(57)【要約】
光路中の光学測定障害物の障害をキャンセルしてレンズの光学特性を測定可能なレンズ光学特性測定装置を提供する。
本発明のレンズ光学特性測定装置(1)は、測定演算部(13)を含み、測定演算部(13)は、光学測定障害キャンセル部を含み、光学測定障害キャンセル部は、相限定相関処理部(131)を含み、位相限定相関処理部(131)は、受光部(19)が生成する測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、被験レンズ画像データをフーリエ変換して被験レンズ位相データを抽出し、被験レンズ位相データを、参照位相データと合成して合成位相データを生成し、合成位相データを逆フーリエ変換して位相限定相関画像データを生成し、位相限定相関画像データから被験レンズの光学特性情報を生成する、装置である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レンズ保持部、操作入力部、測定制御部、測定演算部、光照射部、受光部、及び、出力部を備え、
前記レンズ保持部は、支持部材、及び、レンズ保持部材を含み、
前記支持部材に、前記レンズ保持部材の一部が取り付けられ、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を前記測定制御部に入力し、
前記測定制御部は、入力された前記操作情報に基づき測定制御情報を生成し、
前記光照射部は、前記測定制御情報に基づいて光をレンズに照射し、
前記受光部は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光を受光して測定情報を生成し、
前記測定演算部は、前記測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成し、
前記出力部は、前記光学特性情報を出力し、
前記測定演算部は、光学測定障害キャンセル処理部を含み、
前記光学測定障害キャンセル処理部は、前記光照射部から前記受光部に向けての光照射の光路中に存在する光学測定障害物による光学測定障害をキャンセル処理し、
前記光学測定障害キャンセル処理部は、位相限定相関処理部を含み、
前記位相限定相関処理部は、
前記受光部が生成する前記測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して被験レンズ位相データを生成し、
前記被験レンズ位相データを、参照位相データと合成して合成位相データを生成し、
前記合成位相データを逆フーリエ変換して位相限定相関画像データを生成し、
前記位相限定相関画像データから被験レンズの光学特性情報を生成する、
レンズ光学特性測定装置。
【請求項2】
さらに、記憶部を備え、前記記憶部に前記参照位相データが記憶されている、
請求項1記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項3】
前記位相限定相関処理部は、前記被験レンズ画像データに窓関数を乗算し、窓関数乗算後の前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して前記被験レンズ位相データを生成する、
請求項1又は2記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項4】
前記位相限定相関処理部は、前記被験レンズ位相データ及び前記参照位相データの少なくとも一方を、拡大処理又は縮小処理した後、前記被験レンズ位相データを、前記参照位相データと合成して合成位相データを生成する、
請求項1から3のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項5】
前記レンズ保持部は、さらに、レンズ押え、レンズ受、及び、レンズ保持ワイヤーの少なくとも一方を含み、
前記レンズ押えは、上方から前記レンズを抑えて固定するものであり、
前記レンズ受は、下方から前記レンズを受けて支持するものであり、
前記レンズ保持ワイヤーは、下方から前記レンズを保持するものである、
請求項1から4のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項6】
前記レンズ保持部は、前記支持部材、及び、前記レンズ保持部材に加え、さらに、付勢部材を含み、
前記レンズ保持部材は、レンズ縁部に当接するレンズ当接部を含み、
前記支持部材に前記付勢部材が取り付けられ、
前記レンズ保持部材の前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、レンズ縁部に当接する側に付勢されている、
請求項1から5のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項7】
前記レンズ保持部材は、アームを含み、
前記アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
前記アームの他端側が、前記支持部材に回動自在に配置されている、
請求項6記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項8】
前記支持部材が、型枠であり、
前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置されており、前記レンズ保持部材は、スライダーを含み、
前記アームの一端に前記スライダーがスライド可能な状態で取付られ、
前記スライダーの前記型枠の枠内の中央側に前記レンズ当接部が配置され、
前記型枠の内周部に、前記レンズ当接部が配置され、
前記スライダーの前記レンズ当接部と、前記型枠の内周部の前記レンズ当接部が、相互に対向して配置されている、
請求項7記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項9】
さらに、同期機構を含み、
前記アームが、複数であり、
前記複数のアームの二以上が、前記同期機構により、同期して動く、
請求項7又は8記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項10】
前記同期機構は、各前記アームの回動部分に形成されたギヤを含む、
請求項9記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項11】
前記同期機構が、アーム連結部材を含み、
前記複数のアームの二以上が、前記アーム連結部材により互いに連結されており、
前記レンズ保持部は、さらに、アーム連結部材用付勢部材を含み、
前記支持部材に前記アーム連結部材用付勢部材が取り付けられ、
前記アーム連結部材が、前記アーム連結部材用付勢部材により、前記レンズ当接部側又は前記レンズ当接部と反対側に付勢されている、
請求項9又は10記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項12】
前記支持部材が、型枠であり、
前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置されている、
請求項1から11のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項13】
前記レンズ保持部は、前記型枠、及び、前記レンズ保持部材に加え、さらに、付勢部材を含み、
前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置され、
前記レンズ保持部材は、レンズ縁部に当接するレンズ当接部を含み、
前記型枠に付勢部材が配置され、
前記レンズ保持部材の前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、
請求項12記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項14】
二本の前記レンズ保持部材から構成されるレンズ保持セットを含み、
前記レンジ保持セットにおいて、
前記二本のレンズ保持部材の各前記レンズ当接部が、互いに対向した状態で、前記二つのレンズ保持部材が前記型枠の枠内に配置され、
各前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、
請求項13記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項15】
前記二本の各レンズ保持部材は、それぞれアームを含み、
前記各アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
前記各アームの他端側が、前記型枠に回動自在に配置されている、
請求項14記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項16】
前記二本のレンズ保持部材は、それぞれスライダーを含み、
前記アームの一端にスライダーがスライド可能な状態で取付られ、
前記各スライダーの前記型枠の枠内の中央側に前記レンズ当接部が配置され、
各前記レンズ当接部が、互いに対向した状態で、前記二つのレンズ保持部材が前記型枠の枠内に配置され、
各前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、
請求項15記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項17】
前記レンジ保持セットを二セット含み、
前記型枠は、左右方向及び前後方向を有し、
前記型枠の左右方向において、前記型枠の枠内中央を中心として、一方の前記レンズ保持セットが、二つの前記レンズ保持部材が左右対称の状態で、配置され、
前記型枠の前後方向において、前記型枠の枠内中央を中心として、他方の前記レンズ保持セットが、二つの前記レンズ保持部材が前後対称の状態で、配置されている、
請求項14から16のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項18】
さらに、同期機構を含み、
前記同期機構により、前記レンズ保持セットの二本の前記レンズ保持部材が、同期して動く、
請求項14から17のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項19】
前記同期機構は、前記レンズ保持セットの各前記アームの回動部分に形成されたギヤを含む、
請求項18記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項20】
前記レンズ保持セットにおいて、
前記同期機構は、同期シャフトを含み、
各前記スライダーの一端側に円筒状の摺動部が形成され、
各前記スライダーの前記摺動部に、同期シャフトの端部がそれぞれ挿入されて各前記スライダーが連結されている、
請求項18又は19記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項21】
レンズに光を照射する照射工程、
前記レンズから出射する測定光を受光する受光工程、
受光した前記測定光から前記レンズの光学特性を測定する測定工程を含み、
前記測定工程は、光学測定障害キャンセル処理工程を含み、
前記光学測定障害キャンセル処理工程は、光照射部から受光部に向けての光照射の光路中に存在する光学測定障害物による光学測定障害をキャンセル処理し、
前記光学測定障害キャンセル処理工程は、位相限定相関処理工程を含み、
前記位相限定相関処理工程は、
前記受光工程で受光された前記測定光から被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して被験レンズ位相データを生成し、
前記被験レンズ位相データを、参照位相データと合成して合成位相データを生成し、
前記合成位相データを逆フーリエ変換して位相限定相関画像データを生成し、
前記位相限定相関画像データから被験レンズの光学特性情報を生成する、
レンズ光学特性測定方法。
【請求項22】
さらに、記憶工程を含み、前記記憶工程は、前記参照位相データを記憶する、
請求項21記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項23】
前記位相限定相関処理工程は、前記被験レンズ画像データに窓関数を乗算し、窓関数乗算後の前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して前記被験レンズ位相データを生成する、
請求項21又は22記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項24】
前記位相限定相関処理工程は、前記被験レンズ位相データ及び前記参照位相データの少なくとも一方を、拡大処理又は縮小処理した後、前記被験レンズ位相データを、前記参照位相データと合成して合成位相データを生成する、
請求項21から23のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項25】
請求項21から24のいずれか一項に記載の方法をコンピュータ上で実行可能なプログラム。
【請求項26】
請求項25記載のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レンズ光学特性測定装置、レンズ光学特性測定方法、プログラム、及び、記録媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の眼鏡レンズの光学特性測定装置としては、例えば、屈折率及び紫外線透過率等の光学特性を測定できる装置がある(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−58247号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来の光学特性測定装置は、レンズをピンで受けるだけであり、測定中にレンズがズレたりした場合は、測定に支障がでる。レンズのズレを防止するためには、レンズを下方から受け又は保持し、かつ、上方から押さえて固定する必要がある。しかし、レンズを受ける、保持する、又は、押えた場合、これらの部材が、測定のための光路中に存在して測定障害物となる恐れがある。
【0005】
そこで、本発明は、レンズの光学特性測定の光路中に測定障害物が存在する場合であっても、その測定障害物による光学測定障害をキャンセルしてレンズの光学特性の測定が可能なレンズ光学特性測定装置及びレンズ光学特性測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するために、本発明のレンズ光学特性測定装置は、
レンズ保持部、操作入力部、測定制御部、測定演算部、光照射部、受光部、及び、出力部を備え、
前記レンズ保持部は、支持部材、及び、レンズ保持部材を含み、
前記支持部材に、前記レンズ保持部材の一部が取り付けられ、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を前記測定制御部に入力し、
前記測定制御部は、入力された操作情報に基づき測定制御情報を生成し、
前記光照射部は、前記測定制御情報に基づいて光をレンズに照射し、
前記受光部は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光を受光して測定情報を生成し、
前記測定演算部は、前記測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成し、
前記出力部は、前記光学特性情報を出力し、
前記測定演算部は、光学測定障害キャンセル処理部を含み、
前記光学測定障害キャンセル処理部は、前記光照射部から前記受光部に向けての光照射の光路中に存在する光学測定障害物による光学測定障害をキャンセル処理し、
前記光学測定障害キャンセル処理部は、位相限定相関処理部を含み、
前記位相限定相関処理部は、
前記受光部が生成する前記測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して被験レンズ位相データを生成し、
前記被験レンズ位相データを、参照位相データと合成して合成位相データを生成し、
前記合成位相データを逆フーリエ変換して位相限定相関画像データを生成し、
前記位相限定相関画像データから被験レンズの光学特性情報を生成する、
装置である。
【0007】
本発明のレンズの光学特性測定方法は、
レンズに光を照射する照射工程、
前記レンズから出射する測定光を受光する受光工程、
受光した前記測定光から前記レンズの光学特性を測定する測定工程を含み、
前記測定工程は、光学測定障害キャンセル処理工程を含み、
前記光学測定障害キャンセル処理工程は、前記光照射部から受光部に向けての光照射の光路中に存在する光学測定障害物による光学測定障害をキャンセル処理し、
前記光学測定障害キャンセル処理工程は、位相限定相関処理工程を含み、
前記位相限定相関処理工程は、
前記受光工程で受光された前記測定光から被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して被験レンズ位相データを生成し、
前記被験レンズ位相データを、参照位相データと合成して合成位相データを生成し、
前記合成位相データを逆フーリエ変換して位相限定相関画像データを生成し、
前記位相限定相関画像データから被験レンズの光学特性情報を生成する、
方法である。
【発明の効果】
【0008】
本発明者は、光路中の測定障害物の問題の解決に関し、鋭意検討した結果、位相限定相関法を用いることにより、この問題を解決できることを見出した。したがって、本発明によれば、位相限定相関処理を使用するため、レンズの光学特性測定の光路中に測定障害物が存在する場合であっても、その測定障害物による光学測定障害をキャンセルしてレンズの光学特性の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図2】図2は、本発明の位相限定相関処理の一例を示す図である。
【図3】図3は、本発明の位相相関限定処理の一例を示す図である。
【図4】図4は、本発明の位相相関限定処理の一例を示す図である。
【図5】図5は、本発明の位相限定相関処理の一例を示す図である。
【図6】図6は、本発明の位相限定相関処理の一例を示す図である。
【図7】図7は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図8】図8は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図9】図9は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図10】図10は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図11】図11は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図12】図12は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図13】図13は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図14】図14は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図15】図15は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図16】図16は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図17】図17は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図18】図18は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図19】図19は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図20】図20は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図21】図21は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図22】図22は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。
【図23】図23は、本発明におけるレンズ内座標の一例の説明図である。
【図24】図24は、本発明の分割測定の一例の説明図である。
【図25】図25は、本発明の分割測定の一例の説明図である。
【図26】図26は、本発明のレンズの同期移動測定の一例の説明図である。
【図27】図27は、本発明のレンズへのカップ装着の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
つぎに、本発明について、例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下の説明により、なんら限定されない。
【0011】
本発明の適用分野は、制限されず、レンズの測定において光路中の障害物の問題がある分野は、全て適用でき、例えば、光学検査機器、眼鏡レンズ検査機器、眼科検査機器等に適用できる。
【0012】
本発明において、レンズの光学特性は特に制限されず、例えば、相対屈折率、絶対屈折率、アッベ数、プリズム屈折力、球面度数(S)、乱視度数(C)、乱視軸角度(A)、光透過率、紫外線透過率、ブルーライト透過率、等がある。
【0013】
本発明の装置において、さらに、記憶部を備え、前記記憶部に前記参照位相データが記憶されている、という態様であってもよい。
【0014】
本発明の装置において、前記位相限定相関処理部は、前記被験レンズ画像データに窓関数を乗算し、窓関数乗算後の前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して前記被験レンズ位相データを生成する、という態様であってもよい。
【0015】
本発明の装置において、前記位相限定相関処理部は、前記被験レンズ位相データ及び前記参照位相データの少なくとも一方を、拡大処理又は縮小処理した後、前記被験レンズ位相データを、前記参照位相データと合成して合成位相データを生成する、という態様であってもよい。
【0016】
本発明の装置において、前記測定演算部は、前記位相限定相関処理部に加え、SCA処理部を備え、
前記SCA処理部は、前記レンズの光軸に垂直交わる面のXY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を求める処理部であり、
前記SCA処理部は、
前記受光部が生成する前記測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データを二次元フーリエ変換してピーク部分画像を抜き出し、
前記被験レンズ画像のピーク部分画像を二次元逆フーリエ変換してX方向ピーク位置Px、及び、Y方向ピーク位置Pyにおいて、位相アンラッピング処理して有効部分を抜き出し、XY座標上の位置(x、y)におけるX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)を算出し、
前記被験レンズ画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)と、参照画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)との差分をとり、
前記差分からZernike多項式で近似して、前記レンズXY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を含むSCA分布情報を生成し、
前記SCA分布情報データから被験レンズの光学特性情報を生成する、という態様であってもよい。
【0017】
本発明の装置の前記測定演算部において、前記位相限定相関処理部により、前記レンズの中心部の光学特性情報を生成し、前記SCA処理部により、前記中心部以外の前記レンズの周辺部の光学特性情報を取得し、前記中心部の光学特性情報、及び、前記周辺部の光学特性情報を統合して、前記XY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を含むSCA分布情報を生成する、という態様であってもよい。
【0018】
本発明の装置において、さらに、記憶部を備え、前記記憶部に参照画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)が記憶されている、という態様であってもよい。
【0019】
本発明の装置において、前記SCA処理部は、前記被験レンズ画像データを、拡大処理、縮小処理、及び、中心配置処理の少なくとも一つの処理をした後、二次元フーリエ変換する、という態様であってもよい。
【0020】
本発明の装置において、前記レンズ保持部は、前述のとおり、前記支持部材、及び、前記レンズ保持部材を含む。前記支持部材の形状は特に制限されず、例えば、矩形状でもよいし、L字状でもよい。
【0021】
本発明の装置において、前記レンズ保持部は、さらに、レンズ押え、レンズ受、及び、レンズ保持ワイヤーの少なくとも一方を含み、
前記レンズ押えは、上方から前記レンズを抑えて固定するものであり、
前記レンズ受は、下方から前記レンズを受けて支持するものであり、
前記レンズ保持ワイヤーは、下方から前記レンズを保持するものである、という態様であってもよい。
【0022】
本発明の装置において、前記レンズ保持部は、前記支持部材、及び、前記レンズ保持部材に加え、さらに、付勢部材を含み、
前記レンズ保持部材は、レンズ縁部に当接するレンズ当接部を含み、
前記支持部材に前記付勢部材が取り付けられ、
前記レンズ保持部材の前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、レンズ縁部に当接する側に付勢されている、という態様であってもよい。
【0023】
本発明の装置において、前記レンズ保持部材は、アームを含み、
前記アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
前記アームの他端側が、前記支持部材に回動自在に配置されている、という態様であってもよい。
【0024】
本発明の装置において、前記支持部材が、型枠であり、
前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置されており、前記レンズ保持部材は、スライダーを含み、
前記アームの一端に前記スライダーがスライド可能な状態で取付られ、
前記スライダーの前記型枠の枠内の中央側に前記レンズ当接部が配置され、
前記型枠の内周部に、前記レンズ当接部が配置され、
前記スライダーの前記レンズ当接部と、前記型枠の内周部の前記レンズ当接部が、相互に対向して配置されている、という態様であってもよい。
【0025】
本発明の装置において、さらに、同期機構を含み、
前記アームが、複数であり、
前記複数のアームの二以上が、前記同期機構により、同期して動く、という態様であってもよい。
【0026】
本発明の装置において、前記同期機構は、各前記アームの回動部分に形成されたギヤを含む、という態様であってもよい。
【0027】
本発明の装置において、前記同期機構が、アーム連結部材を含み、
前記複数のアームの二以上が、前記アーム連結部材により互いに連結されており、
前記レンズ保持部は、さらに、アーム連結部材用付勢部材を含み、
前記支持部材に前記アーム連結部材用付勢部材が取り付けられ、
前記アーム連結部材が、前記アーム連結部材用付勢部材により、前記レンズ当接部側又は前記レンズ当接部と反対側に付勢されている、という態様であってもよい。
【0028】
本発明の装置において、前記支持部材が、型枠であり、前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置されている、という態様であってもよい。
【0029】
本発明の装置において、前記レンズ保持部材は、前記型枠、及び、前記レンズ保持部材に加え、さらに、付勢部材を含み、
前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置され、
前記レンズ保持部材は、レンズ縁部に当接するレンズ当接部を含み、
前記型枠に付勢部材が配置され、
前記レンズ保持部材の前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、という態様であってもよい。
【0030】
本発明の装置において、前記レンズ保持部材は、アームを含み、
前記アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
前記アームの他端側が、前記支持部材に回動自在に配置されている、という態様であってもよい。
【0031】
本発明の装置において、前記レンズ保持部材は、スライダーを含み、
前記アームの一端にスライダーがスライド可能な状態で取付られ、
前記スライダーの前記型枠の枠内の中央側に前記レンズ当接部が配置され、
前記型枠の内周部に、前記レンズ当接部が配置され、
前記スライダーの前記レンズ当接部と、前記型枠の内周部の前記レンズ当接部が、相互に対向して配置されている、という態様であってもよい。
【0032】
本発明の装置において、二本の前記レンズ保持部材から構成されるレンズ保持セットを含み、前記レンジ保持セットにおいて、前記二本のレンズ保持部材の各前記レンズ当接部が、互いに対向した状態で、前記二つのレンズ保持部材が前記型枠の枠内に配置され、
各前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、
という態様であってもよい。
【0033】
本発明の装置において、前記二本の各レンズ保持部材は、それぞれアームを含み、
前記各アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
前記各アームの他端側が、前記型枠に回動自在に配置されている、という態様であってもよい。
【0034】
本発明の装置において、前記二本のレンズ保持部材は、それぞれスライダーを含み、
前記アームの一端にスライダーがスライド可能な状態で取付られ、
前記各スライダーの前記型枠の枠内の中央側に前記レンズ当接部が配置され、
各前記レンズ当接部が、互いに対向した状態で、前記二つのレンズ保持部材が前記型枠の枠内に配置され、
各前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、
という態様であってもよい。
【0035】
本発明の装置において、前記レンジ保持セットを二セット含み、
前記型枠は、左右方向及び前後方向を有し、
前記型枠の左右方向において、前記型枠の枠内中央を中心として、一方の前記レンズ保持セットが、二つの前記レンズ保持部材が左右対称の状態で、配置され、
前記型枠の前後方向において、前記型枠の枠内中央を中心として、他方の前記レンズ保持セットが、二つの前記レンズ保持部材が前後対称の状態で、配置されている、という態様であってもよい。
【0036】
本発明の装置において、さらに、同期機構を含み、
前記同期機構により、前記レンズ保持セットの二本の前記レンズ保持部材が、同期して動く、という態様であってもよい。
【0037】
本発明の装置において、前記同期機構は、前記レンズ保持セットの各前記アームの回動部分に形成されたギヤを含む、という態様であってもよい。
【0038】
本発明の装置において、前記レンズ保持セットにおいて、
前記同期機構は、同期シャフトを含み、
各前記スライダーの一端側に円筒状の摺動部が形成され、
各前記スライダーの前記摺動部に、同期シャフトの端部がそれぞれ挿入されて各前記スライダーが連結されている、という態様であってもよい。
【0039】
本発明の装置において、さらに、レンズ位置移動部を含み前記レンズ位置移動部は、前記レンズ保持部に連結し、前記レンズ位置移動部は、前記測定制御情報に基づき、前記レンズ保持部に保持されたレンズを、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、Xθ方向、Yθ方向、及び、Zθ方向の少なくとも3方向に移動可能であり、X軸方向及びY軸方向は、鉛直方向又は光軸方向と垂直な面で互いに直交する方向であり、Z軸方向は、鉛直方向又は光軸方向であり、Xθ方向は、Y軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のX軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向であり、Yθ方向は、X軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のY軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向であり、Zθ方向は、X軸方向及びY軸方向が形成する面において、任意の位置のZ軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である、という態様であってもよい。
【0040】
本発明において、前記6方向の少なくとも3方向は、特に制限されず、例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の三方向、Xθ方向、Y軸方向及びZ軸方向の三方向、Yθ方向、X軸方向及びZ軸方向の三方向、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、Xθ方向及びYθ方向の五方向等がある。本発明において、レンズの光学特性の測定は、レンズの位置及び方向を連続的に変えながら測定してもよいし、レンズの位置及び方向を段階的に変えながら各位置及び各方向で測定してもよい。本発明において、前記レンズの各位置での測定は、レンズの各部の測定を含む。本発明において、前記レンズの位置は、レンズの傾き、及び、レンズの向きを含む。
【0041】
本発明の装置において、前記測定制御部は、レンズ同期移動情報を生成可能であり、前記レンズ位置移動部は、前記レンズ同期移動情報に基づき、前記レンズ保持部に保持されたレンズを同期して少なくとも二方向に移動する、という態様であってもよい。例えば、後述するように、Xθ方向、Y軸方向及びZ軸方向に同期させて移動することにより、レンズの光学中心点でレンズをXθ方向に回転させることが可能である。本態様によれば、レンズの移動(回転を含む)スペースを広くとる必要が無く(スペース的に有利)、また、レンズの位置及び方向を変化させる時間を短縮することが可能である。
【0042】
本発明の装置の前記測定演算部において、前記測定情報に基づくレンズの光学特性情報の生成は、前記測定情報に基づき前記レンズの射出瞳面(主面)における光学特性分布情報を生成することを含む、という態様であってもよい。前記レンズの射出瞳面における光学特性分布情報を生成することにより、任意の視線方向に対する光学特性が算出できる。
【0043】
本発明の装置において、前記操作入力部は、レンズ内座標設定情報を含む操作情報を入力可能であり、前記レンズ内座標設定情報は、LX軸方向、及び、LY軸方向からなる二次元座標情報であり、前記二次元座標は、前記レンズにおいて、前記レンズの光軸と垂直に交わる平面上の二次元座標であり、前記LX軸方向は、前記レンズ内の二つのアライメントマークが重なる軸方向であり、前記LY軸方向は、前記LX軸方向と直交する軸方向であり、前記操作入力部により入力された操作情報に前記レンズ内座標設定情報が含まれる場合、前記測定制御部は、前記レンズ内座標設定情報を含む測定制御情報を生成し、前記測定演算部は、前記レンズ内座標設定情報に基づき、前記測定情報から二つのアライメントマーク位置情報を抽出し、前記二つのアライメントマーク位置情報から、前記レンズ内の前記LX軸方向、及び、前記LY軸方向からなるレンズ内座標情報を生成し、前記出力部は、前記レンズ内座標情報を含む前記光学特性情報を出力する、という態様であってもよい。本態様の場合、前記測定演算部は、前記レンズ内座標で規定されたレンズの各位置の光学特性情報を生成し、前記出力部は、前記レンズ各位置の光学特性情報を出力する、ことが好ましい。本態様によれば、レンズ内に座標を設定することができ、その結果、レンズ各部の光学特性を正確に規定できる。
【0044】
本発明の装置において、前記操作入力部は、分割測定指示情報を含む操作情報を入力可能であり、前記分割測定指示情報は、前記レンズを各部に分割して光学特性を測定し、分割して測定されたレンズ各部の光学特性の全部又は一部を統合して前記レンズの全体又は一部の光学特性とするものであり、前記操作入力部により入力された操作情報に分割測定指示情報が含まれる場合、前記測定制御部は、前記分割測定指示情報を含む測定制御情報を生成し、前記レンズ位置移動部は、前記分割測定指示情報に基づき、前記レンズの分割された各部に、前記照射部が光を照射できるように前記レンズを移動させ、前記光照射部は、前記分割測定指示情報に基づき、前記レンズの分割された各部に光を照射し、前記受光部は、前記分割測定指示情報に基づき、前記レンズの分割された各部から出射される測定光を受光して前記レンズの各部の分割測定情報を生成し、前記測定演算部は、前記分割測定情報に基づき、前記レンズの分割光学特性情報を生成し、かつ、前記各分割光学特性情報の全部又は一部を統合して前記レンズ全体又は一部分の光学特性情報を生成する、という態様であってもよい。本態様によれば、測定に必要な範囲が、照射される光の範囲(面積)を超える口径のレンズ(大型レンズ)であっても、光学特性の測定が可能となる。
【0045】
本発明の装置において、さらに、カップ装着部を含み、前記カップ装着部は、カップを保持するカップ保持部、及び、前記カップ保持部と連結し前記カップ保持部を移動させる移動部を含み、前記移動部は、光学特性測定の際には、前記カップ保持部を前記光学特性測定の支障がない位置にカップ保持部を配置し、カップを前記レンズに配置する際には、前記カップ保持部を前記レンズの上方に配置し、前記レンズ位置移動部は、前記レンズ上方に配置されたカップ保持部のカップに対し、前記レンズにおいて任意点を想定し、前記任意点を通る面に直交する軸が、前記カップの中心軸と合うように前記レンズの位置と向きを調整し、前記レンズ位置移動部及び前記カップ装着部の移動部の少なくとも一方が、前記レンズ及び前記カップの少なくとも一方を移動させることにより、前記カップに前記レンズを当接して前記レンズにカップを装着させる、という態様であってもよい。通常、眼鏡の場合、玉レンズの光学特性を測定した後、眼鏡フレームに合わせて加工する際に、レンズを保持するため、レンズ頂点にカップ(サンクションカップともいう)を装着する。本態様によれば、前記レンズ位置移動部によって、正確にレンズにカップを装着できる。前記任意点は、例えば、レンズの光学中心点、レンズのアイポイント等がある。
【0046】
本発明の方法において、さらに、記憶工程を含み、前記記憶工程は、前記参照位相データを記憶する、という態様であってもよい。
【0047】
本発明の方法において、前記位相限定相関処理工程は、前記被験レンズ画像データに窓関数を乗算し、窓関数乗算後の前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して前記被験レンズ位相データを生成する、という態様であってもよい。
【0048】
本発明の方法において、前記位相限定相関処理工程は、前記被験レンズ位相データ及び前記参照位相データの少なくとも一方を、拡大処理又は縮小処理した後、前記被験レンズ位相データを、前記参照位相データと合成して合成位相データを生成する、という態様であってもよい。
【0049】
本発明の方法において、前記測定工程は、前記位相限定相関処理工程に加え、SCA処理工程を含み、
前記SCA処理工程は、前記レンズの光軸に垂直交わる面のXY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を求める処理工程であり、
前記SCA処理工程は、
前記受光部が生成する前記測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データを二次元フーリエ変換してピーク部分画像を抜き出し、
前記被験レンズ画像のピーク部分画像を二次元逆フーリエ変換してX方向ピーク位置Px、及び、Y方向ピーク位置Pyにおいて、位相アンラッピング処理して有効部分を抜き出し、XY座標上の位置(x、y)におけるX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)を算出し、
前記被験レンズ画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)と、参照画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)との差分をとり、
前記差分からZernike多項式で近似して、前記レンズXY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を含むSCA分布情報を生成し、
前記SCA分布情報データから被験レンズの光学特性情報を生成する、という態様であってもよい。
【0050】
本発明の方法の前記測定工程において、前記位相限定相関処理工程により、前記レンズの中心部の光学特性情報を生成し、前記SCA処理工程により、前記中心部以外の前記レンズの周辺部の光学特性情報を取得し、前記中心部の光学特性情報、及び、前記周辺部の光学特性情報を統合して、前記XY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を含むSCA分布情報を生成する、という態様であってもよい。
【0051】
本発明の方法において、さらに、記憶工程を含み、前記記憶工程は、参照画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)を記憶する、という態様であってもよい。
【0052】
本発明の方法において、前記SCA処理工程は、前記被験レンズ画像データを、拡大処理、縮小処理、及び、中心配置処理の少なくとも一つの処理をした後、二次元フーリエ変換する、という態様であってもよい。
【0053】
本発明の方法において、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、Xθ方向、Yθ方向及び、Zθ方向の6つの方向において、X軸方向及びY軸方向は、鉛直方向又は光軸方向と垂直な面で互いに直交する方向であり、Z軸方向は、鉛直方向又は光軸方向であり、Xθ方向は、Y軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のX軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向であり、Yθ方向は、X軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のY軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向であり、Zθ方向は、X軸方向及びY軸方向が形成する面において、任意の位置のZ軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向であり、前記6つの方向で規定される位置及び方向の前記レンズに対し光を照射して、前記レンズの光学特性を測定する、という態様であってもよい。
【0054】
本発明の方法において、さらに、光学特性分布測定工程を含み、前記光学特性分布測定工程は、前記レンズの射出瞳面における光学特性分布を測定する、という態様であってもよい。
【0055】
本発明の方法において、さらに、レンズ内座標規定工程を含み、前記レンズ内座標は、LX軸方向、及び、LY軸方向からなる二次元座標であり、前記二次元座標は、前記レンズにおいて、前記レンズの光軸と垂直に交わる平面上の二次元座標であり、前記LX軸方向は、前記レンズ内の二つのアライメントマークと重なる軸方向であり、前記LY軸方向は、前記LX軸方向と直交する軸方向であり、前記レンズ内座標規定工程は、前記レンズに光を照射し、出射する測定光から二つのアライメントマーク位置を検出し、前記二つのアライメントマーク位置から、前記レンズ内の前記LX軸方向、及び、前記LY軸方向からなるレンズ内座標を規定する、という態様であってもよい。本態様の場合、さらに、光学特性分布情報生成工程を含み、前記光学特性分布情報生成工程は、前記レンズ内座標規定工程で規定された前記レンズの各位置に、各位置の光学特性を紐づける、ことが好ましい。本態様によれば、レンズ内に座標を設定することができ、その結果、レンズ各部の光学特性を正確に規定できる。
【0056】
本発明の方法において、さらに、分割測定工程を含み、前記分割測定は、前記レンズを各部に分割して光学特性を測定し、分割して測定されたレンズ各部の光学特性の全部又は一部を統合して前記レンズの全体又は一部の光学特性とするものであり、前記分割測定工程は、前記レンズの分割された各部に光を照射できるように、前記レンズを前記6方向の少なくとも3方向に移動させ、前記レンズの分割された各部に光を照射し、前記レンズの分割された各部から出射される測定光を受光して前記レンズの各部の分割測定情報を生成し、前記分割測定情報に基づき、前記レンズの分割光学特性情報を生成し、かつ、前記各分割光学特性情報の全部又は一部を統合して前記レンズ全体又は一部分の光学特性情報を生成する、という態様であってもよい。本態様によれば、測定に必要な範囲が、照射される光の範囲(面積)を超える口径のレンズ(大型レンズ)であっても、光学特性の測定が可能となる。
【0057】
本発明のプログラムは、本発明の方法をコンピュータ上で実行可能なプログラムである。
【0058】
本発明の記録媒体は、本発明のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【0059】
次に、本発明の実施形態について図を用いて説明する。本発明は、以下の実施形態には限定されない。以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用でき、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。
【0060】
[実施形態1]
図1に、本実施形態のレンズ光学特性測定装置1の各部の構成を示す。図示のように、本装置1は、操作入力部11、測定制御部12、測定演算部13、記憶部14、出力部15、レンズ位置移動部16、光照射部17、レンズ保持部18、及び、受光部19、を備える。操作入力部11、測定制御部12、測定演算部13、記憶部14、及び、出力部15は、例えば、CPU又はGPU等の中央演算処理装置内で構成されている。レンズ保持部18は、測定対象のレンズを保持する。操作入力部11は、タッチパネル、マウス又はキーボード等の入力装置(図示せず)と接続されており、測定内容を含む操作情報を測定制御部12に入力する。測定制御部12は、入力された操作情報に基づき測定制御情報を生成し、光照射部17は、前記測定制御情報に基づいて光(図1において上側の矢印)を、レンズ保持部18に保持されているレンズ(図示せず)に照射する。受光部19は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光(図1において下側の矢印)を受光して測定情報を生成し、測定演算部13は、前記測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成する。レンズの光学特性情報は、記憶部14に記憶され、また、出力部15により、前記光学特性情報を出力する。出力部15は、ディスプレー及びプリンター等の出力装置(図示せず)に接続され、前記光学特性情報は、ディスプレーに表示されたり、プリンターによって印刷されたりする。
【0061】
図1に示す装置において、測定演算部13は、光学測定障害キャンセル処理部を含み(同図に図示せず)、前記光学測定障害キャンセル処理部は、位相限定相関処理部131を含む。前記光学測定障害キャンセル処理部は、光照射部17から受光部19に向けての光照射の光路中に存在する光学測定障害物による光学測定障害をキャンセル処理する。前記光学測定障害のキャンセル処理は、位相限定相関処理部131により実施される。位相限定相関処理部131は、受光部19が生成する測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して被験レンズ位相データを生成し、前記被験レンズ位相データを、参照位相データと合成して合成位相データを生成し、前記合成位相データを逆フーリエ変換して位相限定相関画像データを生成し、前記位相限定相関画像データから被験レンズの光学特性情報を生成する。前記参照位相データは、例えば、被験レンズ無しの画像データを参照画像データとし、参照画像データをフーリエ変換して得ることができる。参照位相データは、予め取得して、記憶部14に記憶してもよい。
【0062】
記憶部14は、例えば、メモリである。メモリは、例えば、メインメモリ(主記憶装置)が挙げられる。メインメモリは、例えば、RAM(ランダムアクセスメモリ)である。また、メモリは、例えば、ROM(読み出し専用メモリ)であってもよい。記憶装置は、例えば、記憶媒体と、記憶媒体に読み書きするドライブとの組合せであってもよい。記憶媒体は、特に制限されず、例えば、内蔵型でも外付け型でもよく、HD(ハードディスク)、CD−ROM、CD−R、CD−RW、MO、DVD、フラッシュメモリー、メモリーカード等が挙げられる。記憶装置は、例えば、記憶媒体とドライブとが一体化されたハードディスクドライブ(HDD)であってもよい。なお、本発明において、記憶部14は、任意の構成要素であり、必須ではない。
【0063】
本装置1において、さらに通信デバイス(図示せず)を含み、通信デバイスにより、外部の通信回線網(ネットワーク)を介して、外部装置と通信してもよい。通信回線網としては、例えば、インターネット回線、WWW(World Wide Web)、電話回線、LAN(Local Area Network)、DTN(Delay Tolerant Networking)等がある。通信デバイスによる通信は、有線でも無線でもよい。無線通信としては、WiFi(Wireless Fidelity)、Bluetooth(登録商標)、等が挙げられる。無線通信としては、各装置が直接通信する形態(Ad Hoc通信)、アクセスポイントを介した間接通信のいずれであってもよい。外部装置としては、例えば、サーバ、データベース、端末(パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン、携帯電話等)、プリンター、ディスプレー等がある。
【0064】
レンズ位置移動部16は、レンズ保持部18に連結し、レンズ位置移動部16により、レンズ保持部18に保持されているレンズを、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、Xθ方向、Yθ方向、及び、Zθ方向の6方向に移動可能である。なお、本発明の装置は、6方向の移動に限定されず、例えば、X軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向の3方向に移動可能、又は、Z軸方向、Xθ方向、及びYθ方向の3方向に移動可能であってもよい。
【0065】
X軸方向及びY軸方向は、鉛直方向又は光軸方向と垂直な面で互いに直交する方向である。Z軸方向は、鉛直方向又は光軸方向である。Xθ方向は、Y軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のX軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である。Yθ方向は、X軸方向及びZ軸方向が形成する面において、任意の位置のY軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である。Zθ方向は、X軸方向及びY軸方向が形成する面において、任意の位置のZ軸を回転中心軸とする仮想円の円周方向である。
【0066】
本発明では、6方向のレンズの移動を組み合わせることにより、レンズの位置及びレンズの向きを変えることができ、その結果、様々な位置及び方向のレンズの光学特性を測定することが可能である。
【0067】
[実施形態2]
次に、図2から図6に基づき、本発明における位相限定相関(Phase Only Correlation:POC)による処理を説明する。
【0068】
まず、図2に、位相限定相関による画像処理の流れを示す。図2において、画像A及び画像Bのいずれか一方は、被験レンズ画像データであり、他方が参照画像データである。図2に示すように、二つの画像A及び画像Bのそれぞれについて、フーリエ変換して、画像データを振幅データと位相データに分割する。画像Aの位相データ及び画像Bの位相データを合成して合成位相データを生成し、合成位相データを逆フーリエ変換すれば、位相限定相関画像データを得ることができる。
【0069】
本発明では、被験レンズ画像データからの被験レンズ位相データと、参照位相データとを用いて位相限定相関するため、レンズの光学測定の光路中に、光学測定障害物が存在しても、光学測定障害物による光学測定障害をキャンセルしてレンズの光学特性を測定可能である。光学特性測定障害物としては、例えば、レンズ保持部の一部があげられ、例えば、支持部材の内側部分、レンズ保持部材の一部、レンズ当接部の一部、レンズ押えの全部又は一部、レンズ受の全部又は一部、レンズ保持ワイヤーの全部又は一部等がある。前述のように、本発明では、支持部材とレンズ保持部材から構成されるレンズ保持部により、レンズがしっかりと固定されているため、光学測定中にレンズがズレることを防止でき、かつ、光学測定障害物による障害をキャンセルしてレンズ全体又は一部の光学特性を高精度で測定可能である。
【0070】
また、本発明では、位相限定相関を用いるため、埃や迷光等の外乱の影響を受け難く、かつ、サブピクセルレベルの高精度な光学特性測定が可能となる。
【0071】
次に、図3から図6に基づき、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)のレンズ内分布を算出するSCA算出方法の一例を説明する。図3において、点線で囲った部分は、レンズ中心部における位相限定相関(POC)処理であり、点線部分以外は、レンズ周辺部におけるSCA測定処理である。図3から図6において、(1)から(12)の数字は、各ステップを示し、相互に対応している。
【0072】
以下のステップは、位相限定相関(POC)による処理である。
(ステップ(1)及び(3))
図3及び図4に示すように、まず、被験画像(1920×1080ピクセル)及び参照画像(1920×1080ピクセル)を再サイズ化(リサイズ)して、それぞれ、2048×1024ピクセルにする。リサイズの際に、前記両画像において、中心配置、上下補充、及び、左右削除の各処理を行う。
(ステップ(4))
図3及び図4に示すように、リサイズした前記両画像から中心部(256×256ピクセル)を抜き出す。
(ステップ(5))
抜き出した中心部画像(256×256ピクセル)に対し、窓関数を乗算した画像を得る。
(ステップ(6)及び(7))
窓関数を乗算した両画像に対し、二次元高速フーリエ変換処理(FFT)を実施し、ピーク位置を検出する。図4の(7)では、被験画像において、X方向ピーク位置が15.85pxであり、Y方向ピーク位置が15.79pxである。
(ステップ(8))
ピーク位置検出の後、画像を拡大又は縮小する。図5では、参照画像(X方向ピーク位置12.63px、Y方向ピーク位置12.56px)を0.795倍に縮小している。
(ステップ(9))
次に、被験画像と縮小された参照画像の位相差データを合成して位相限定相関処理を行う。次いで、二次元逆高速フーリエ変換を行い、ピーク位置を検出してプリズム値(SCA)を算出する。
【0073】
以下のステップはレンズ周辺部のSCA測定処理である。
(ステップ(1)、(2)及び(3))
前述の位相限定相関処理と同様に、図3及び図4に示すように、まず、被験画像(1920×1080ピクセル)及び参照画像(1920×1080ピクセル)を再サイズ化(リサイズ)して、それぞれ、2048×1024ピクセルにする。リサイズの際に、前記両画像において、中心配置、上下補充、及び、左右削除の各処理を行う。
(ステップ(10))
次に、リサイズ処理した両画像を二次元高速フーリエ変換(FFT)処理し、ピーク部分(128×64ピクセル)を抜き出す。
(ステップ12)
被験画像及び参照画像の両方において、ピーク部分を抜き出した画像(128×64ピクセル)に対して二次元逆高速フーリエ変換(FFT)を行い、それぞれの画像のX方向ピーク位置Px、及び、Y方向ピーク位置Pyにおいて、位相アンラッピング処理して有効部分を抜き出し、XY座標上の位置(x、y)におけるPx及びPyを算出する。被験画像及び参照画像の両者において、Px(x,y)の差分及びPy(x,y)の差分をとり、Zernike多項式で近似する。
【0074】
最後に、ステップ(1)から(9)において位相限定相関処理により求めたレンズ中心部のプリズム値(SCA)とステップ(1)、(2)、(10)から(12)で求めたレンズ周辺部のプリズム値(SCA)を統合して、レンズXY座標上のプリズム値(S(x,y)、C(x,y),A(x,y))を算出する。
【0075】
[実施形態3]
次に、図7から図19に基づき、本発明のレンズ光学特性測定装置の構成の一例を説明する。
【0076】
図7に、本実施形態のレンズ光学特性測定装置の斜視図を示す。図示のように、本装置は、ディスプレー兼タッチパネル2、スタートスイッチ4、ケース本体5、プリンター6、レンズ保持部18、X軸スライダー16x1、アームカバー16xθ1を備える。3は、レンズ保持部18に保持された眼鏡である。レンズ保持部18は、鼻当て18aを含み、眼鏡3が保持されると眼鏡3の鼻当て部が、レンズ保持部18の鼻当て18aに当接して眼鏡3の鼻当て部が固定される。図示していないが、本装置は、さらに、操作入力部11、測定制御部12、測定演算部13、記憶部14、出力部15、レンズ位置移動部16、光照射部17、及び、受光部19を含む。図8は、本装置の側面の断面図であり、光照射部17が示されている。操作入力部11及び出力部15は、ディスプレー兼タッチパネル2に接続されている。また、出力部15は、プリンター6とも接続している。アームカバー16xθ1は、レンズ位置移動部16の一部を構成するXθ方向移動のためのアーム等(後述)が格納されている。X軸スライダー16x1は、レンズ位置移動部16の一部を構成し、レンズ保持部18をX軸方向に移動させる。スタートスイッチ4により、本装置の電源のオンオフができる。ケース本体5内には、本装置を構成する各種機構等が配置されている。
【0077】
本装置において、X軸方向は、装置正面(ディスプレー兼タッチパネル2が位置する面)において、左右方向であり、Y軸方向は、装置の前後方向であり、Z軸方向は、装置の高さ方向である。また、本装置において、Xθ方向は、装置側面において、レンズ下方に中心点を有する仮想円の円周方向(装置正面の前後方向に回転する方向、X軸を回転中心軸とする円周方向)であり、Yθ方向は、装置正面において、レンズ下方に中心点を有する仮想円の円周方向(装置正面の左右方向に回転する方向、Y軸を回転中心軸とする円周方向)であり、Zθ方向は、装置平面において、レンズの装置後方の外側に中心点を有する仮想円の円周方向(装置平面の円周方向、Z軸を回転中心軸とする円周方向)である。
【0078】
図9に、レンズ位置移動部16のX軸スライダー16x1を示す。X軸スライダー16x1は、レンズ保持部18をX軸方向に移動させる機構であり、X軸ギヤ16x2、X軸モータ16x3、及び、X軸ラック16x4を備える。X軸ラック16x4は、レンズ保持部18と連結しており、かつ、ギヤ部が形成され、このギヤ部がX軸ギヤ16x2とかみ合っている。X軸ギヤ16x2は、X軸モータ16x3のギヤともかみ合っている。X軸モータ16x3が回転することにより、X軸ギヤ16x2を介して、X軸ラック16x4に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、X軸ラック16x4が、X軸方向に移動し、その結果、X軸ラック16x4に連結したレンズ保持部18がX軸方向に移動することになる。X軸モータ16x3は、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりX軸の移動方向が制御でき、回転数により、X軸方向の移動距離が制御できる。また、X軸モータ16x3がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、X軸方向の移動距離が制御できる。
【0079】
なお、図9に示すように、レンズ保持部18には、二本のワイヤー18bが、眼鏡3の左右の各レンズを支えるように張り渡されている。
【0080】
図10に、レンズ位置移動部16のY軸スライダーを示す。Y軸スライダーは、レンズ保持部18をY軸方向に移動させる機構であり、Y軸モータ16y1、及び、Y軸ラック16y2を備える。Y軸ラック16y2は、レンズ保持部18と連結しており、かつ、ギヤ部が形成され、このギヤ部がY軸モータ16y1のギアと直接かみ合っている。Y軸モータ16y1が回転することにより、Y軸ラック16y2に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、Y軸ラック16y2が、Y軸方向に移動し、その結果、Y軸ラック16y2に連結したレンズ保持部18がY軸方向に移動することになる。Y軸モータ16y1は、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりY軸の移動方向が制御でき、回転数により、Y軸方向の移動距離が制御できる。また、Y軸モータ16y1がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Y軸方向の移動距離が制御できる。
【0081】
図11に、レンズ位置移動部16のZ軸スライダーを示す。Z軸スライダーは、レンズ保持部18をZ軸方向に移動させる機構であり、Z軸モータ16z1、Z軸ガイドピン16z2、及び、Z軸スクリュー16z3を備える。Z軸スクリュー16z3は、レンズ保持部18と連結している。Z軸スクリュー16z3は、凹凸のねじ溝構造を持つ。Z軸モータ16z1の回転軸は、Z軸スクリュー16z3と連結しており、Z軸モータ16z1が回転するとZ軸スクリュー16z3も回転し、ねじ溝構造により、Z軸方向に移動し、その結果、レンズ保持部18もZ軸方向に移動する。Z軸ガイドピン16z2は、レンズ保持部18のZ軸方向の移動がぶれないようにガイドするためのものである。Z軸モータ16z1は、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりZ軸の移動方向が制御でき、回転数により、Z軸方向の移動距離が制御できる。また、Z軸モータ16z1がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Z軸方向の移動距離が制御できる。
【0082】
図12に、レンズ位置移動部16のXθ方向移動機構を示す。Xθ方向移動機構は、一対のアーム16xθ2、アーム16xθ2の上部に形成されたXθラック(ギヤ部)16xθ4、2つのXθギヤ16xθ3、及び、Xθモータ(図示せず)から構成されている。アーム16xθ2は、上方に張り出した円弧形状であり、レンズ保持部18に連結している。Xθラック(ギヤ部)16xθ4は、一方のギヤ16xθ3(図12において上側のギヤ)とかみ合っており、一方のXθギヤ16xθ3は他方のXθギヤ16xθ3とかみ合っており、他方のXθギヤ16xθ3は、Xθモータの回転軸に装着されたギヤ(図示せず)とかみ合っている。Xθモータが回転することにより、2つのXθギヤ16xθ3及びXθラック16xθ4を介して、一対のアーム16xθ2に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、一対のアーム16xθ2が、Xθ方向に移動し、その結果、一対のアーム16xθ2に連結したレンズ保持部18がXθ方向に移動することになる。Xθモータは、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりXθ方向の移動方向が制御でき、回転数により、Xθ方向の移動距離が制御できる。また、Xθモータがステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Xθ方向の移動距離が制御できる。
【0083】
図13に、レンズ位置移動部16のYθ方向移動機構を示す。Yθ方向移動機構は、Yθアーム16yθ1、Yθギヤ16yθ2、Yθモータ16yθ3、及び、Yθラック16yθ4から構成されている。Yθアーム16yθ1の一端(図13において下方端)及びYθラック16yθ4の一端(図13において下方端)は連結し、両者は回転中心を同一として装置に回動自在に装着されている。Yθアーム16yθ1の他端(図13において上方端)は、レンズ保持部18と連結している。Yθラック16yθ4のギヤ部は、Yθギヤ16yθ2とかみ合っており、Yθギヤ16yθ2は、Yθモータ16yθ3の回転軸に装着されたギヤとかみ合っている。Yθモータが回転することにより、Yθギヤ16yθ2及びYθラック16yθ4を介して、Yθアーム16yθ1に回転駆動力が伝達し、この回転駆動力により、アーム16yθ1が、Yθ方向に移動し、その結果、Yθアーム16yθ1に連結したレンズ保持部18がYθ方向に移動することになる。Yθモータ16yθ3は、測定制御部12の測定制御情報に基づき制御され、回転方向によりYθ方向の移動方向が制御でき、回転数により、Yθ方向の移動距離が制御できる。また、Yθモータ16yθ3がステッピングモータの場合、ステップ数を制御することで、Yθ方向の移動距離が制御できる。
【0084】
本装置のX軸方向等の6方向の移動機構において、例えば、センサー(例えば、フォトインタラプタ―)により原点位置を検出し、ステッピングモータの累積ステップ数をリセットすることで、移動の際の繰り返しの位置精度を確保することができる。また、レンズ保持部18のXY軸方向の位置精度が低い場合、例えば、レンズのアライメントマークを検出してXY軸方向を補正し、レンズの光学特性の測定結果は、補正後の座標を用いて出力(マッピング等)してもよい。
【0085】
図14に、本装置の光学系の構成を示す。本装置の光学系は、両側テレセントリック光学系であり、光照射部17及び受光部19から構成される。本装置において、光照射部17は、レンズ保持部18の下方に配置され、受光部19は、レンズ保持部18の上方に配置されている。光照射部17は、複数のLED(発光ダイオード)を搭載したLED基板17a、拡散板17b、及び、視標シート17cから構成されており、LED基板17aの上方に拡散板17bが配置され、拡散板17bの上面に視標シート17cが配置されている。受光部19は、コリメートレンズ19a、光学ミラー19b、及び、COMS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)19c、及び、結像レンズ19dから構成されている。図14において、一点鎖線は、光の経路を示す。図14に示すように、LED基板17aのLEDから出射された光(直線光)は、拡散板17bにより拡散光となってレンズLeに照射され、レンズLeの光学特性に応じた測定光が出射される。レンズLeから出射した測定光は、コリメートレンズ19aを通り、光学ミラー19bで反射されて、結像レンズ19dで平行光にされて、CMOS19cに入光し、CMOS19cで測定光の光信号が電気信号に変換される。視標シート17cは、例えば、周期的な市松模様と色の濃淡を重畳(例えば、SINカーブ)したものであり、レンズ有無のCMOS19c上の視標位置ずれにより、レンズの光学特性を測定するためのものである。
【0086】
図15に、本装置の別の光学系の構成を示す。図15に示す光学系では、レーザー照射部7が、レンズ保持部18の斜め上方に配置されている他は、図14の光学系と同じである。図15に示す光学系では、レーザー照射部7から、レンズ上面に斜め方向からレーザー光が照射され、レンズ上面で反射されたレーザー光が、コリメートレンズ19a、及び、光学ミラー19bを介し、結像レンズ19dで平行光にされて、CMOS19cに入光する。図15に示すように、レンズはレンズ保持部18に連結したレンズ位置移動部16によりZ軸方向(高さ方向)に移動することができ、レーザー照射部7からのレーザー照射によるレンズの反射光を測定することで、レンズ上面の各部分の位置を検出することができる。一方、レンズの下面の各部分の位置をマグネットセンサー等で検出することもできる。レンズ上面の各部分の位置とレンズ下面の各部分の位置から、レンズの面方向の厚み部分布を測定することができる。
【0087】
本発明において、図14及び図15の光学系は例示であり、本発明を制限又は限定しない。本発明において、光照射部17の光源は、LEDでもよいし、通常のランプでもよい。また、光源は、波長の異なる複数の光源であってもよい。本発明において、受光部19の受光素子は、CMOSに限定されず、他の受光素子であってよい。
【0088】
図16及び図17に、レンズ保持部18の構成の一例を示す。図16は、レンズ保持部18の斜視図であり、図17(A)は、レンズ保持部18の平面図であり、同図(B)は、E−E方向断面図である。図16及び図17に示すように、レンズ保持部18は、略矩形の型枠18h、4本のアーム18f、4つのスライダー18e、4つのバネ18g、カバー18c、レンズ押え18d、2つの同期シャフト18i、鼻当て18a、2本のワイヤー18bから構成されている。図16において、二つの矢印は、左右方向、及び、前後方向を示す。型枠18hは、「支持部材」に該当する。型枠18hは、左右方向及び前後方向を有し、型枠18h内において、4本のアーム18fが、型枠18h内の中心点を基準点として左右対称かつ前後対称の状態で配置されている。4本のアーム18fは「レンズ保持部材」に該当する。4本のアーム18fのうち2本の一対のアーム18fの各一端が型枠18hの左側端部に回動自在に配置され、4本のアーム18fのうち他の2本の一対のアーム18fの各一端が型枠18hの右側端部に回動自在に配置されている。型枠18hの各左右端部に配置された一対のアーム18fの一端には、それぞれギヤ部が形成されて、相互にかみ合っている。4本のアーム18fの各他端には、スライダー18eが左右方向移動(スライド)可能な状態で連結している。スライダー18eの型枠中心方向の端部にはレンズLeと当接するレンズ当接部が形成されている。また、スライダー18eの型枠18h左右方向の端部には、円筒状の摺動部18kが形成され、一対のアーム18fが同期するための同期シャフト18iの両端が摺動部18kに摺動可能なように挿入されている。また、型枠18hの4角のそれぞれにバネ18gが配置されて4つの各摺動部18kに付勢を付けた状態で当接している。スライダー18eのレンズ当接部の上方には、カバー18cが配置されている。型枠18hの前後方向において二本のワイヤー18bが張り渡されており、丸レンズLeを下方から支えている。ワイヤー18bは、「レンズ保持ワイヤー」に該当する。型枠18hの左右方向中央部には、それぞれ二つのレンズ押え18dが配置されており、丸レンズLeを上方向から押さえている。また、図17(B)に示すように、型枠18hの下部には、レンズ押え18dに対向する状態でレンズ受け18jが形成されている。なお、図16及び図17では、レンズ保持部18は丸レンズを保持しているため、鼻当て18aは起立状態になっている。
【0089】
図16及び図17のレンズ保持部18において、4本のアーム18fと4つのスライダー18eは、一対のアーム18f毎に形成されたギヤ部、及び、同期シャフト18iにより、左右対称かつ前後対称に同期して動き、4つのバネ18gにより、4つの各スライダー18eが付勢されているため、4つの各スライダーのレンズ当接部は、型枠18hの中心点に向かって圧力がかかるようになっている。このため、丸レンズLeは、自動的に型枠18hの中心点と丸レンズLeの中心点が同軸となる状態で(センタリング)、レンズ保持部18に保持される。
【0090】
図18及び図19には、図16及び図17に示したレンズ保持部18と同じレンズ保持部18が示されている。図18は、レンズ保持部18の斜視図であり、図19(A)は、レンズ保持部18の平面図であり、同図(B)は、D−D方向断面図である。図18及び図19のレンズ保持部18は、丸レンズLeに代えて眼鏡3が保持されている。図18及び図19において、鼻当て18aは前方向に倒された状態で眼鏡3の鼻当て部と当接している。
【0091】
[実施形態4]
図20(a)および(b)に、本発明のレンズ保持部のその他の例を示す。図20(a)は、レンズを保持する前の状態を示し、図20(b)は、レンズを保持した状態を示す。図20に示すように、レンズ保持部18は、型枠18h、アーム18f、スライダー18e、バネ18gを含む。型枠18hは、略長方形状であり、図20において、左右方向にX軸方向を有し、上下方向にY軸方向を有する。なお、上下方向は、装置において、前後方向であってもよい。アーム18fとスライダー18eにより前記レンズ保持部材が構成される。アーム18fの一端側には、スライダー18eがY軸方向にスライド可能な状態で配置されている。アーム18fの他端側は、型枠18hのX軸方向の一端側(図20において右側)に回動自在に配置されている。スライダー18eの型枠18h内部側には、円弧状凹部のレンズ当接部18mが配置されている。また、スライダー18eのレンズ当接部18mと対向する状態で、型枠18hの内周部(図20において上部)に、円弧状凹部のレンズ当接部18mが配置されている。型枠18hの二カ所(図20において下側二カ所)にバネ18gが配置されており、スライド18eを型枠18hの中央側(矢印方向)に付勢している。図20(b)に示すように、スライダー18eのレンズ当接部18mと型枠18hのレンズ当接部18mにより、レンズLeが保持され、かつ所定の測定部位(図20においてX軸とY軸の交点)に光軸中心が位置している。なお、本形態では、レンズ(玉レンズ)を保持する例を説明したが、眼鏡を保持する場合も同様であり、図示しない鼻当てとスライダーの対抗する平面(レンズ当て面)が、眼鏡を正規位置に保持する。
【0092】
[実施形態5]
図21(a)および(b)に、本発明のレンズ保持部のその他の例を示す。図21(a)は、レンズを保持する前の状態を示し、図21(b)は、レンズを保持した状態を示す。図21に示すように、本レンズ保持装置(レンズ保持部)18は、型枠18h、2本のアーム18f、2本のスライダー18e、4個のバネ18gを含む。型枠18hは、略長方形状であり、図21において、左右方向にX軸方向を有し、上下方向にY軸方向を有する。なお、上下方向は、装置において、前後方向であってもよい。一本のアーム18fと一本のスライダー18eにより前記レンズ保持部材が構成され、二つの前記レンズ保持部材により、前記レンズ保持セットが構成される。各アーム18fの一端側には、スライダー18eがY軸方向にスライド可能な状態で配置されている。各アーム18fの他端側は、型枠18hのX軸方向の一端側(図21において右側)に回動自在に配置されている。また、各アーム18fの他端側が、それぞれギアが形成されており、相互にかみ合って同期機構を形成している。各スライダー18eの型枠18h内部側には、円弧状凹部のレンズ当接部18mが配置され、相互に対向している。型枠18hの四カ所(図21において上側二カ所と下側二カ所)にバネ18gが配置されており、各スライド18eを型枠18hの中央側(矢印方向)に付勢している。図21(b)に示すように、各スライダー18eの各レンズ当接部18mにより、レンズLeが保持され、かつ所定の測定部位(図21においてX軸とY軸の交点)に光軸中心が位置している。なお、本形態では、レンズ(玉レンズ)を保持する例を説明したが、眼鏡を保持する場合も同様であり、図示しない鼻当てとスライダーの対抗する平面(レンズ当て面)が、眼鏡を正規位置に保持する。
【0093】
[実施形態6]
図22に、本発明のレンズ保持部のさらにその他の例を示す。図22に示すように、レンズ保持部18は、フレーム(枠)18h、4本のアーム18f、鼻当て18a、ワイヤー18bから構成されている。フレーム18hは、「支持部材」に該当する。4本のアーム18fは「レンズ保持部材」に該当する。4本のアーム18fは、左右対称かつ前後対称の状態で配置され、各一端がフレーム18hに取り付けられている。4本のアーム18fのうち2本の一対のアーム18fの各一端は、フレーム18hの左側端部に取り付けられている。4本のアーム18fのうち他の2本の一対のアーム18fの各一端は、フレーム18hの右側端部に取り付けられている。フレーム18hの各左右端部に取り付けられた一対のアーム18fの一端には、それぞれ同期ギヤ18faが形成されて、相互にかみ合って同期機構を形成している。4本のアーム18fは、それぞれ、矢印の方向又はそれと逆方向に回動可能である。4本のアーム18fの他端には、レンズ当接部18fb及び玉レンズ受け18jが形成されている。玉レンズ受け18jは、「レンズ受」に該当する。4本のアーム18fのうち左側の一対のアーム18fにそれぞれ形成されたレンズ当接部18fbにより、図示のとおり、眼鏡3の左側のレンズを挟んで保持可能である。4本のアーム18fのうち右側の一対のアーム18fにそれぞれ形成されたレンズ当接部18fbにより、図示のとおり、眼鏡3の右側のレンズを挟んで保持可能である。また、図22では、図18及び19と同様に眼鏡3を保持しているが、図16及び17と同様に丸レンズLeを保持する場合は、玉レンズ受け18jにより丸レンズLeを下方から支えることができる。アーム18fが回動することにより、眼鏡3のレンズの大きさに合わせてレンズ当接部18fb同士の間隔を変化させ、又は、丸レンズLeの大きさに合わせて玉レンズ受け18j同士の間隔を変化させることができる。ワイヤー18bは、「レンズ保持ワイヤー」に該当する。ワイヤー18bは、フレーム18hに取り付けられてレンズ当接部18fbの下方に張り渡されており、図示のとおり眼鏡3を下方から支えることが可能である。また、眼鏡3に代えて丸レンズLeを保持する場合は、ワイヤー18bにより丸レンズLeを下方から支えることができる。鼻当て18aは、フレーム18hに取り付けられている。図22において、鼻当て18aは前方向に倒された状態で眼鏡3の鼻当て部と当接している。また、眼鏡3に代えて丸レンズLeを保持する場合は、図16及び図17と同様に、鼻当て18aを起立状態とすることができる。
【0094】
なお、図22では、同期ギヤ18faを二重にすることで、同期ギヤ18faのぶれ(ガタツキ)と、それに由来するアーム18fのぶれとを抑制している。しかし、これに加え、又はこれに代えて、バネ(付勢部材)を用いてもよい。すなわち、図22のレンズ保持部において、例えば、フレーム18hにバネ(付勢部材)が取り付けられ、そのバネにより、図上側の二本のアーム18fが、レンズ当接部18fbとともに、レンズ縁部に当接する側に付勢されていてもよい。これによって、アーム18fのぶれを抑制することができる。
【0095】
また、図22のレンズ保持部において、例えば、さらに、左右のアームの一部を互いに連結するアーム連結部材を含み、前記アーム連結部材が、同期ギヤ18faとともに同期機構を形成していてもよい。左右のアームは、前記アーム連結部材によって連結されていることで、同期して動くことができる。この場合において、さらに、フレーム18hにバネ(アーム連結部材用付勢部材)が取り付けられ、そのバネにより、前記アーム連結部材が、レンズ当接部18fb側又はレンズ当接部18fbと反対側に付勢されていてもよい。
【0096】
[実施形態7]
図23に基づき、レンズ内座標の規定について説明する。図23に示すように、レンズLeには、JIS規格(JIS T 7315(ISO 8980−2:2004))に基づき、中心点から17mm離れた点に二つのアライメントマークがレーザーにより刻印されており、かつ、レンズ表面に印刷されている。レンズ内座標は、LX軸方向、及び、LY軸方向からなる二次元座標であり、LX軸方向は、レンズLe内の二つのアライメントマークが重なる軸方向である。LY軸方向は、前記レンズの面方向でLX軸方向と直交する軸方向である。眼鏡レンズの加工において、印刷されたアライメントマークを指標にLX軸を規定するが、レンズが曲面形状であるため、印刷の際にずれた位置にアライメントマークが印刷されることが多い。このため、従来では、正確なレンズ内座標の規定は困難であった。これに対し、本発明の装置では、レンズに光を照射し、出射する測定光から、レーザーで刻印された正確な二つのアライメントマーク位置を検出し、正確な二つのアライメントマーク位置から、レンズ内のLX軸方向、及び、LY軸方向からなるレンズ内座標を規定する。このため、本発明では、正確なレンズ内座標を規定することが可能である。そして、正確なレンズ内座標に基づき、レンズの各部の位置を特定して光学特性を紐づければ、レンズ各部の光学特性を正確に規定できる。
【0097】
[実施形態8]
図24及び図25に基づき、分割測定の一例を説明する。まず、図24(A)に示すように、測定エリア1から3は、光照射部17の光の測定エリアの大きさ(面積)を示すが、測定対象のレンズLeの大きさは、測定エリア1から3よりも大きい。この場合、図24(A)に示すように、レンズLeをXθ方向に移動させながら、測定エリア1、測定エリア2、及び、測定エリア3と三回に分けて測定する。そして、図24(B)に示すように、測定エリア1から3の測定結果を統合(合成)して、合成測定エリアESを生成する。なお、図24(B)の斜線部分は、Xθ方向の分割測定では測定できなかった部分である。次に、図25(A)に示すように、レンズLeをYθ方向に移動させながら、測定エリア1、測定エリア2、及び、測定エリア3と三回に分けて測定する。そして、図25(B)に示すように、測定エリア1から3の測定結果を統合(合成)して、合成測定エリアESを生成する。なお、図25(B)の斜線部分は、Yθ方向の分割測定では測定できなかった部分である。そして、図24(B)に示すXθ方向の合成測定エリアES、及び、図25(B)に示すYθ方向の合成測定エリアESの両者を統合(合成)することで、レンズLe全体の光学特性を測定することができる。このように、光照射部17の光照射エリアよりも大きいサイズのレンズであっても、本発明の分割測定によりレンズ全体の光学特性の測定が可能である。このため、本発明によれば、装置を小型化しても大型レンズの測定が可能である。なお、図24及び図25の例は、Xθ方向及びYθ方向での分割測定であるが、本発明はこれに限定されず、例えば、X軸方向及びY軸方向の分割測定も可能であり、その他、6軸方向の少なくとも一つの方向の分割測定も可能である。また、分割測定では、レンズ各部の光学特性をレンズ各部に正確に紐づける必要があり、その際に、本発明のレンズ内部の二次元座標の規定を用いれば、正確な分割測定を実施できる。
【0098】
[実施形態9]
図26は、本発明において、二つ以上の方向にレンズを同時に移動させる同期移動の例である。図26では、3方向の同期移動を示し、同図に示すように、レンズを、Xθ方向の移動(Xθ回転)、Y軸方向の移動(Y軸スライド)、及び、Z軸方向の移動(Z軸スライド)の3つの移動を同時に行うことにより、レンズの光学中心点を回転中心としてレンズをXθ方向に回転させることが可能である。同様に、レンズを、Yθ方向の移動(Yθ回転)、X軸方向の移動(X軸スライド)、及び、Z軸方向の移動(Z軸スライド)の3つの移動を同時に行うことにより、レンズの光学中心点を回転中心としてレンズをYθ方向に回転させることも可能である。
【0099】
[実施形態10]
図27に、レンズへのカップの装着の一例を示す。図27に示すように、カップ装着部20は、カップCを保持するカップ保持部20a、及び、カップ保持部20aと連結しカップ保持部20aを移動させる移動部20bから構成されている。また、レンズLeは、レンズ保持部18に保持されている。レンズLeは、レンズ支持台21b上に配置されたレンズ支持ピン21aにより、下方から支持されている。レンズ支持ピン21aは、二つの補強リブ21cにより、補強されている。移動部20bは、光学特性測定の際には、カップ保持部20aを光学特性測定の支障がない位置に配置し、カップCをレンズLeに装着する際には、図27に示すように、カップ保持部20aをレンズLeの上方に配置する。レンズ位置移動部(図27には図示せず)は、レンズLe上方に配置されたカップ保持部20aのカップCに対し、レンズLeの光学中心点を通る面に直交する光軸(図27において、一点鎖線)が、カップCの中心軸と合うようにレンズLeの位置と向きを調整する。そして、移動部20bにより、矢印で示すように、カップ保持部20aを降下させて、カップCをレンズLeに当接してレンズLeにカップCを装着する。カップCが装着されたレンズLeは、レンズ保持部18から取り外され、レンズ加工機によって加工される。なお、本例では、カップCを降下させてレンズLeに装着したが、これとは逆に、レンズ保持部18を上昇させてカップCをレンズLeに装着させてもよい。なお、レンズ保持部18は、カップC装着時にレンズLeにかかる圧力を吸収するために、バネ等の付勢部材を用いたクッション機構を備えることが好ましい。同様に、カップ保持部20a及びレンズ支持ピン21aにも、バネ等の付勢部材を用いたクッション機構を備えることが好ましい。例えば、カップ保持部20a及びレンズ支持ピン21aの内部にストーローク吸収機構を設ければ良い。
【0100】
[実施形態11]
本実施形態のプログラムは、本発明の方法を、コンピュータ上で実行可能なプログラムである。また、本実施形態のプログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。前記記録媒体としては、特に限定されず、例えば、読み出し専用メモリ(ROM)、ハードディスク(HD)、光ディスク等が挙げられる。
【0101】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。
【産業上の利用可能性】
【0102】
以上、説明したとおり、本発明によれば、位相限定相関処理を使用するため、レンズの光学特性測定の光路中に測定障害物が存在する場合であっても、その測定障害物による光学測定障害をキャンセルしてレンズの光学特性の測定が可能となる。また、本発明によれば、埃及び迷光等の外乱の影響を受け難く、かつ、サブピクセルレベルでの高精度なレンズの光学特性の測定が可能である。本発明は、眼鏡レンズの他、顕微鏡、望遠鏡、カメラ、及び、レーザー加工機等のレンズを使用する分野において有用である。
【符号の説明】
【0103】
1 レンズ光学特性測定装置
11 操作入力部
12 測定制御部
13 測定演算部
14 記憶部
15 出力部
16 レンズ位置移動部
17 光照射部
18 レンズ保持部
19 受光部
131 位相限定相関処理部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】

【手続補正書】
【提出日】20200131
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レンズ保持部、操作入力部、測定制御部、測定演算部、光照射部、受光部、及び、出力部を備え、
前記レンズ保持部は、支持部材、及び、レンズ保持部材を含み、
前記支持部材に、前記レンズ保持部材の一部が取り付けられ、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を前記測定制御部に入力し、
前記測定制御部は、入力された前記操作情報に基づき測定制御情報を生成し、
前記光照射部は、前記測定制御情報に基づいて光をレンズに照射し、
前記受光部は、前記光を照射されたレンズから出射される測定光を受光して測定情報を生成し、
前記測定演算部は、前記測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成し、
前記出力部は、前記光学特性情報を出力し、
前記測定演算部は、光学測定障害キャンセル処理部及びSCA処理部を含み、
前記光学測定障害キャンセル処理部は、前記光照射部から前記受光部に向けての光照射の光路中に存在する光学測定障害物による光学測定障害をキャンセル処理し、
前記光学測定障害キャンセル処理部は、位相限定相関処理部を含み、
前記位相限定相関処理部は、
前記受光部が生成する前記測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して被験レンズ位相データを生成し、
前記被験レンズ位相データを、参照位相データと合成して合成位相データを生成し、
前記合成位相データを逆フーリエ変換して位相限定相関画像データを生成し、
前記位相限定相関画像データから被験レンズの光学特性情報を生成し、
前記SCA処理部は、前記レンズの光軸に垂直交わる面のXY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を求める処理部であり、
前記SCA処理部は、
前記受光部が生成する前記測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データを二次元フーリエ変換してピーク部分画像を抜き出し、
前記被験レンズ画像のピーク部分画像を二次元逆フーリエ変換してX方向ピーク位置Px、及び、Y方向ピーク位置Pyにおいて、位相アンラッピング処理して有効部分を抜き出し、XY座標上の位置(x、y)におけるX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)を算出し、
前記被験レンズ画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)と、参照画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)との差分をとり、
前記差分からZernike多項式で近似して、前記レンズXY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を含むSCA分布情報を生成し、
前記SCA分布情報データから被験レンズの光学特性情報を生成し、
前記位相限定相関処理部により、前記レンズの中心部の光学特性情報を生成し、前記SCA処理部により、前記中心部以外の前記レンズの周辺部の光学特性情報を取得し、前記中心部の光学特性情報、及び、前記周辺部の光学特性情報を統合して、前記XY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を含むSCA分布情報を生成する、
レンズ光学特性測定装置。
【請求項2】
さらに、記憶部を備え、前記記憶部に前記参照位相データが記憶されている、
請求項1記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項3】
前記位相限定相関処理部は、前記被験レンズ画像データに窓関数を乗算し、窓関数乗算後の前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して前記被験レンズ位相データを生成する、
請求項1又は2記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項4】
前記位相限定相関処理部は、前記被験レンズ位相データ及び前記参照位相データの少なくとも一方を、拡大処理又は縮小処理した後、前記被験レンズ位相データを、前記参照位相データと合成して合成位相データを生成する、
請求項1から3のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項5】
前記レンズ保持部は、さらに、レンズ押え、レンズ受、及び、レンズ保持ワイヤーの少なくとも一を含み、
前記レンズ押えは、上方から前記レンズを抑えて固定するものであり、
前記レンズ受は、下方から前記レンズを受けて支持するものであり、
前記レンズ保持ワイヤーは、下方から前記レンズを保持するものである、
請求項1から4のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項6】
前記レンズ保持部は、前記支持部材、及び、前記レンズ保持部材に加え、さらに、付勢部材を含み、
前記レンズ保持部材は、レンズ縁部に当接するレンズ当接部を含み、
前記支持部材に前記付勢部材が取り付けられ、
前記レンズ保持部材の前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、レンズ縁部に当接する側に付勢されている、
請求項1から5のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項7】
前記レンズ保持部材は、アームを含み、
前記アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
前記アームの他端側が、前記支持部材に回動自在に配置されている、
請求項6記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項8】
前記支持部材が、型枠であり、
前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置されており、前記レンズ保持部材は、スライダーを含み、
前記アームの一端に前記スライダーがスライド可能な状態で取付られ、
前記スライダーの前記型枠の枠内の中央側に前記レンズ当接部が配置され、
前記型枠の内周部に、前記レンズ当接部が配置され、
前記スライダーの前記レンズ当接部と、前記型枠の内周部の前記レンズ当接部が、相互に対向して配置されている、
請求項7記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項9】
さらに、同期機構を含み、
前記アームが、複数であり、
前記複数のアームの二以上が、前記同期機構により、同期して動く、
請求項7又は8記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項10】
前記同期機構は、各前記アームの回動部分に形成されたギヤを含む、
請求項9記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項11】
前記同期機構が、アーム連結部材を含み、
前記複数のアームの二以上が、前記アーム連結部材により互いに連結されており、
前記レンズ保持部は、さらに、アーム連結部材用付勢部材を含み、
前記支持部材に前記アーム連結部材用付勢部材が取り付けられ、
前記アーム連結部材が、前記アーム連結部材用付勢部材により、前記レンズ当接部側又は前記レンズ当接部と反対側に付勢されている、
請求項9又は10記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項12】
前記支持部材が、型枠であり、
前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置されている、
請求項1から11のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項13】
前記レンズ保持部は、前記型枠、及び、前記レンズ保持部材に加え、さらに、付勢部材を含み、
前記型枠の枠内に、前記レンズ保持部材が配置され、
前記レンズ保持部材は、レンズ縁部に当接するレンズ当接部を含み、
前記型枠に付勢部材が配置され、
前記レンズ保持部材の前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、
請求項12記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項14】
二本の前記レンズ保持部材から構成されるレンズ保持セットを含み、
前記レンジ保持セットにおいて、
前記二本のレンズ保持部材の各前記レンズ当接部が、互いに対向した状態で、前記二つのレンズ保持部材が前記型枠の枠内に配置され、
各前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、
請求項13記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項15】
前記二本の各レンズ保持部材は、それぞれアームを含み、
前記各アームの一端側に前記レンズ当接部が配置され、
前記各アームの他端側が、前記型枠に回動自在に配置されている、
請求項14記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項16】
前記二本のレンズ保持部材は、それぞれスライダーを含み、
前記アームの一端にスライダーがスライド可能な状態で取付られ、
前記各スライダーの前記型枠の枠内の中央側に前記レンズ当接部が配置され、
各前記レンズ当接部が、互いに対向した状態で、前記二つのレンズ保持部材が前記型枠の枠内に配置され、
各前記レンズ当接部が、前記付勢部材により、前記型枠の枠内中央側に付勢されている、
請求項15記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項17】
前記レンジ保持セットを二セット含み、
前記型枠は、左右方向及び前後方向を有し、
前記型枠の左右方向において、前記型枠の枠内中央を中心として、一方の前記レンズ保持セットが、二つの前記レンズ保持部材が左右対称の状態で、配置され、
前記型枠の前後方向において、前記型枠の枠内中央を中心として、他方の前記レンズ保持セットが、二つの前記レンズ保持部材が前後対称の状態で、配置されている、
請求項14から16のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項18】
さらに、同期機構を含み、
前記同期機構により、前記レンズ保持セットの二本の前記レンズ保持部材が、同期して動く、
請求項14から17のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項19】
前記同期機構は、前記レンズ保持セットの各前記アームの回動部分に形成されたギヤを含む、
請求項18記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項20】
前記レンズ保持セットにおいて、
前記同期機構は、同期シャフトを含み、
各前記スライダーの一端側に円筒状の摺動部が形成され、
各前記スライダーの前記摺動部に、同期シャフトの端部がそれぞれ挿入されて各前記スライダーが連結されている、
請求項18又は19記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項21】
レンズに光を照射する照射工程、
前記レンズから出射する測定光を受光する受光工程、
受光した前記測定光から前記レンズの光学特性を測定する測定工程を含み、
前記測定工程は、光学測定障害キャンセル処理工程及びSCA処理工程を含み、
前記光学測定障害キャンセル処理工程は、光照射部から受光部に向けての光照射の光路中に存在する光学測定障害物による光学測定障害をキャンセル処理し、
前記光学測定障害キャンセル処理工程は、位相限定相関処理工程を含み、
前記位相限定相関処理工程は、
前記受光工程で受光された前記測定光から被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して被験レンズ位相データを生成し、
前記被験レンズ位相データを、参照位相データと合成して合成位相データを生成し、
前記合成位相データを逆フーリエ変換して位相限定相関画像データを生成し、
前記位相限定相関画像データから被験レンズの光学特性情報を生成し、
前記SCA処理工程は、前記レンズの光軸に垂直交わる面のXY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を求める処理工程であり、
前記SCA処理工程は、
前記受光部が生成する前記測定情報中の被験レンズ画像データを取得し、
前記被験レンズ画像データを二次元フーリエ変換してピーク部分画像を抜き出し、
前記被験レンズ画像のピーク部分画像を二次元逆フーリエ変換してX方向ピーク位置Px、及び、Y方向ピーク位置Pyにおいて、位相アンラッピング処理して有効部分を抜き出し、XY座標上の位置(x、y)におけるX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)を算出し、
前記被験レンズ画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)と、参照画像のX方向ピーク位置Px(x、y)及びY方向ピーク位置Py(x、y)との差分をとり、
前記差分からZernike多項式で近似して、前記レンズXY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を含むSCA分布情報を生成し、
前記SCA分布情報データから被験レンズの光学特性情報を生成し、
前記位相限定相関処理工程により、前記レンズの中心部の光学特性情報を生成し、前記SCA処理工程により、前記中心部以外の前記レンズの周辺部の光学特性情報を取得し、前記中心部の光学特性情報、及び、前記周辺部の光学特性情報を統合して、前記XY座標において、球面度数(S)、乱視度数(C)、及び、乱視軸角度(A)分布を含むSCA分布情報を生成する、
レンズ光学特性測定方法。
【請求項22】
さらに、記憶工程を含み、前記記憶工程は、前記参照位相データを記憶する、
請求項21記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項23】
前記位相限定相関処理工程は、前記被験レンズ画像データに窓関数を乗算し、窓関数乗算後の前記被験レンズ画像データをフーリエ変換して前記被験レンズ位相データを生成する、
請求項21又は22記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項24】
前記位相限定相関処理工程は、前記被験レンズ位相データ及び前記参照位相データの少なくとも一方を、拡大処理又は縮小処理した後、前記被験レンズ位相データを、前記参照位相データと合成して合成位相データを生成する、
請求項21から23のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項25】
請求項21から24のいずれか一項に記載の方法をコンピュータ上で実行可能なプログラム。
【請求項26】
請求項25記載のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【国際調査報告】