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特許6581325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。
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6581325
(24)【登録日】2019年9月6日
(45)【発行日】2019年9月25日
(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 20060101AFI20190912BHJP
G01M 11/00 20060101ALI20190912BHJP
【ＦＩ】
G01M11/02 B
G01M11/00 L
【請求項の数】27
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2019-109925(P2019-109925)
(22)【出願日】2019年6月12日
【審査請求日】2019年6月13日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】515021068
【氏名又は名称】株式会社アサヒビジョン
(74)【代理人】
【識別番号】100115255
【弁理士】
【氏名又は名称】辻丸 光一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100129137
【弁理士】
【氏名又は名称】中山 ゆみ
(74)【代理人】
【識別番号】100154081
【弁理士】
【氏名又は名称】伊佐治 創
(72)【発明者】
【氏名】小出 珠貴
【審査官】
横尾 雅一
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１０−２３０５７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１６−０５７０８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１４／０３４０６７２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２０１９−０２７９４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−２９９１４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００８／０１８０６３５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｍ １１／００−１１／０８
Ｇ０２Ｂ １／００− １／０８
Ｇ０２Ｂ ３／００− ３／１４
Ｇ０２Ｂ ７／００
Ｇ０２Ｂ ７／１８− ７／２４
Ｇ０２Ｃ １／００−１３／００
Ｇ０１Ｎ ２１／８９６
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【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、レンズを保持し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を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前記レンズに照射し、
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、ＳＣＡ処理部を含み、
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、
レンズ光学特性測定装置。
前記レンズ保持部は、レンズを保持し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を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前記レンズに照射し、
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、ＳＣＡ処理部を含み、
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、
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、
請求項１記載のレンズ光学特性測定装置。
請求項１記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項3】
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、
請求項１又は２記載のレンズ光学特性測定装置。
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】
前記測定演算部が、さらに、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、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。
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、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、
請求項４記載のレンズ光学特性測定装置。
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、
請求項４記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項6】
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４又は５記載のレンズ光学特性測定装置。
請求項４又は５記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項7】
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４から６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４から６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8】
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、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４から７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４から７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9】
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、レンズを保持し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を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前記レンズに照射し、
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、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、
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、及び、Ｙθ方向の５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る、
レンズ光学特性測定装置。
前記レンズ保持部は、レンズを保持し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を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前記レンズに照射し、
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、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、
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、及び、Ｙθ方向の５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る、
レンズ光学特性測定装置。
【請求項10】
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６方向に移動可能であり、
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、
請求項９記載のレンズ光学特性測定装置。
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、
請求項９記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項11】
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、
請求項９又は１０記載のレンズ光学特性測定装置。
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、
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】
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、レンズを保持し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を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前記レンズに照射し、
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、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、
レンズ光学特性測定装置。
前記レンズ保持部は、レンズを保持し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を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前記レンズに照射し、
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、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、
レンズ光学特性測定装置。
【請求項13】
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、
請求項１２記載のレンズ光学特性測定装置。
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、
請求項１２記載のレンズ光学特性測定装置。
【請求項14】
前記測定演算部は、前記位相限定相関処理部に代えて、又は、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、
請求項９から１３のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
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、
請求項９から１３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15】
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における光学特性分布情報を生成することを含む、
請求項１から１４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１から１４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16】
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、
請求項１から１５のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定装置。
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、
請求項１から１５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17】
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、レンズ表面（凸面）の任意点を想定し、前記任意点を通る面に直交する軸（法線）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、
請求項１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。
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、レンズ表面（凸面）の任意点を想定し、前記任意点を通る面に直交する軸（法線）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、
請求項１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】
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、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、
レンズ光学特性測定方法。
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、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、
レンズ光学特性測定方法。
【請求項19】
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、
請求項１８記載のレンズ光学特性測定方法。
請求項１８記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項20】
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、
請求項１８又は１９記載のレンズ光学特性測定方法。
請求項１８又は１９記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項21】
前記測定工程は、さらに、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、請求項１８から２０のいずれか一項に記載のレンズ光学特性測定方法。
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、請求項１８から２０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22】
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、
請求項２１記載のレンズ光学特性測定方法。
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、
請求項２１記載のレンズ光学特性測定方法。
【請求項23】
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又は２２記載のレンズ光学特性測定方法。
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】
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、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２４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２１から２４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26】
請求項１８から２５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27】
請求項２６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、埃及び迷光等の外乱の影響を受けやすく、輝度ばらつき及び点像の欠けで輝度重心位置が変化するため、測定精度が低下する恐れがある。また、従来の光学特性測定装置は、サブピクセルレベルの高精度な測定ができなかった。そして、従来の光学特性測定装置は、光線追跡で測定しており、光学追跡では実空間で測定するため、装置が大型化するという問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、より小型化が可能であり、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でレンズの光学特性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、本発明の第１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、レンズを保持し、
前記操作入力部は、測定内容を含む操作情報を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前記レンズに照射し、
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、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】
本発明の第２のレンズ光学特性測定装置は、前記第１のレンズ光学特性測定装置において、前記測定演算部は、前記位相限定相関処理部に代えて、又は、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、装置である。
【0008】
本発明の第１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、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。
【0009】
本発明の第２のレンズの光学特性測定方法は、前記第１のレンズの光学特性測定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代えて、又は、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、方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明の第１のレンズ光学特性測定装置及び第１のレンズの光学特性測定方法によれば、位相限定相関処理を使用するため、埃及び迷光等の外乱による影響を受け難く、かつ、サブピクセルレベルの高精度でレンズの光学特性測定が可能となる。また、本発明の第２のレンズ光学特性測定装置及び第２のレンズの光学特性測定方法によれば、光線追跡ではなく、被験レンズ画像と参照画像を用い、両画像をフーリエ変換等して測定するため、装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
本発明の第１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。
【0015】
本発明の第１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。
【0016】
本発明の第１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、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。
【0017】
本発明の第２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】
本発明の第２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】
本発明の第２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】
本発明の第１の装置及び第２の装置（以下「本発明の装置」という。）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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
本発明の第１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。
【0028】
本発明の第１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。
【0029】
本発明の第１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、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。
【0030】
本発明の第２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。
【0031】
本発明の第２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。
【0032】
本発明の第２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。
【0033】
本発明の第１の方法及び第２の方法（以下、「本発明の方法」という。）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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
［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、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、測定情報に基づきレンズの光学特性情報を生成する。レンズの光学特性は、記憶部１４に記憶され、また、出力部１５により、前光学特性情報を出力する。出力部１５は、例えば、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、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。
【0041】
図１に示す装置１において、測定演算部１３は、位相限定相関処理部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生成し、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。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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0048】
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。本発明では、被験レンズ画像データからの被験位相データと、参照位相データを用いて位相限定相関するため、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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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）及び（１１））
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。
【0052】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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、前記アーム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Ｘθ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。
【0061】
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１６ｙθ３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。
【0062】
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。
【0063】
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、ＣＭＯＳ（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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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、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。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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
［実施形態４］図２０に基づき、レンズ内座標の規定について説明する。図２０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。
【0070】
［実施形態５］図２１及び図２２に基づき、分割測定の一例を説明する。まず、図２１（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２１（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２１（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２１（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２２（Ａ）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２２（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２２（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２１（Ｂ）に示すＸθ方向の合成測定エリアＥＳ、及び、図２２（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２１及び図２２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。
【0071】
［実施形態６］図２３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２３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。
【0072】
［実施形態７］図２４に、レンズへのカップの装着の一例を示す。図２４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２４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２４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２４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の内部にストローク吸収機構を設ければ良い。
【0073】
［実施形態８］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。
【0074】
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】
【0075】
以上、説明したとおり、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】
【0076】
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
【要約】
【課題】小型で埃及び迷光等の影響を受け難く、高精度なレンズの光学測定が可能なレンズ光学特性測定装置を提供する。【解決手段】本発明のレンズ光学特性測定装置１は、フーリエ変換を用い、位相限定相関処理部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生成し、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。
【選択図】 図１