特許 6653048 レンズ形状測定装置、レンズ形状測定方法、レンズ光学特性測定装置、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】6653048

(24)【登録日】2020年1月28日

(45)【発行日】2020年2月26日

(54)【発明の名称】レンズ形状測定装置、レンズ形状測定方法、レンズ光学特性測定装置、プログラム、及び、記録媒体

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/06 20060101AFI20200217BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/06 Z

【請求項の数】19

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2019-547543(P2019-547543)

(86)(22)【出願日】2019年8月30日

(86)【国際出願番号】JP2019034308

【審査請求日】2019年8月30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

(74)【代理人】

【識別番号】100194515

【弁理士】

【氏名又は名称】南野 研人

(72)【発明者】

【氏名】小出 珠貴

【審査官】 齋藤 卓司

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６５６４５４５（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズ保持部、測定制御部、レーザ照射部、レーザ受光部、レンズ表面位置検出部、レンズ裏面位置検出部、測定演算部、及び、出力部を備え、
さらに、レンズ位置移動部及びレーザ照射部移動部の少なくとも一方を備え、
前記レンズ保持部は、レンズを保持し、
前記レンズ位置移動部は、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１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り、
前記測定制御部は、レンズ表面形状測定モード、及び、レンズ厚み測定モードを含む測定制御情報を生成し、
前記レーザ照射部は、前記レンズにレーザを照射し、前記レーザは、ラインレーザ又はドットレーザであり、
前記レーザ照射部移動部は、前記レーザ照射部を、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１方向に移動可能であり、
前記レーザ受光部は、前記レンズに照射されたレーザの散乱光を受光し、
前記レンズ表面位置検出部は、前記レンズ表面の特定の位置を検出し、
前記レンズ裏面位置検出部は、前記レンズ裏面の特定の位置を検出し、
前記測定演算部は、前記レーザ受光部の情報に基づき、前記レンズの表面形状情報を算出し、かつ、前記レンズ表面位置検出部及び前記レンズ裏面位置検出部からの情報に基づき、前記レンズの厚み情報を算出し、
前記出力部は、算出された前記レンズの表面形状情報及び厚み情報を出力し、
前記レンズ表面形状測定モードの場合、
前記レンズ位置移動部が前記レンズをＸ軸方向若しくはＸθ方向に移動するか、又は、前記レーザ照射部移動部が前記レーザ照射部をＸ軸方向若しくはＸθ方向に移動することにより、
前記レーザ照射部が、Ｙ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたレーザをＸ軸方向若しくはＸθ方向に走査した状態で前記レンズ表面に照射するか、又は、
前記レンズ位置移動部が前記レンズをＹ軸方向若しくはＹθ方向に移動するか、又は、前記レーザ照射部移動部が前記レーザ照射部をＹ軸方向若しくはＹθ方向に移動することにより、
前記レーザ照射部が、Ｘ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたレーザをＹ軸方向若しくはＹθ方向に走査した状態で前記レンズ表面に照射し、
前記レーザ受光部は、前記レンズに照射された前記レーザの散乱光を受光し、
前記測定演算部は、前記レーザ受光部が受光した散乱光から前記レンズの表裏面画像データを算出し、
前記レンズ厚み測定モードの場合、
前記レンズ位置移動部により、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、又は、前記レーザ照射部移動部により、前記レーザ照射部をＺ軸方向に移動させて、前記レンズ表面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出し、かつ、前記レンズ裏面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出し、
前記測定演算部は、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置、及び、前記Ｚ軸方向のレンズ移動距離から前記レンズの厚み情報を算出する、
レンズ形状測定装置。

【請求項2】

前記レンズ表面位置検出部は、前記レーザ照射部及び前記レーザ受光部を含み、
前記レンズを前記レンズ位置移動部によりＺ軸方向に移動させるか、又は、前記レーザ照射部を前記レーザ照射部移動部によりＺ軸方向に移動させた場合、前記レーザ照射部が照射したレーザが前記レンズ表面で散乱され、前記散乱光を前記レーザ受光部が受光し、前記散乱光の輝線の幅が最小となるＺ軸方向の位置を特定することで、前記レンズ表面位置を特定する請求項１記載のレンズ形状測定装置。

【請求項3】

前記測定演算部において、前記レンズの表裏面画像データが、二次元画像データであり、前記二次元画像データをゼルニケ多項式で近似して前記レンズの表裏面形状データを算出する、
請求項１又は２記載のレンズ形状測定装置。

【請求項4】

前記測定演算部は、前記レンズの表面画像データに対し射影変換（ホモグラフィ）による補正処理を行う、
請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ形状測定装置。

【請求項5】

前記レンズ厚み測定モードの場合、
前記レンズ表面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出した後に、前記レンズ位置移動部により、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザ照射部移動部により、前記レーザ照射部をＺ軸方向に移動させて、前記レンズ裏面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出するか、又は、
前記レンズ裏面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出した後に、前記レンズ位置移動部により、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザ照射部移動部により、前記レーザ照射部をＺ軸方向に移動させて、前記レンズ表面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ形状測定装置。

【請求項6】

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、
さらに、請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ形状測定装置を含み、
前記レンズ保持部は、前記レンズ形状測定装置の前記レンズ保持部を兼ね、
前記測定制御部は、前記レンズ形状測定装置の前記測定制御部を兼ね、
前記受光部は、前記レンズ形状測定装置の前記レーザ受光部を兼ね、
前記測定演算部は、前記レンズ形状測定装置の前記測定演算部を兼ね、
前記出力部は、前記レンズ形状測定装置の前記出力部を兼ね、
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１方向に移動可能であり、
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘθ方向、Ｙθ方向、及び、Ｚθ方向は、前記レンズ形状測定装置のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘθ方向、Ｙθ方向、及び、Ｚθ方向と同一であり、
前記レーザ照射部移動部は、前記レーザ照射部を、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１方向に移動可能である、
レンズ光学特性測定装置。

【請求項7】

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６記載のレンズ光学特性測定装置。

【請求項8】

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、
請求項６又は７記載のレンズ光学特性測定装置。

【請求項9】

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８記載のレンズ光学特性測定装置。

【請求項10】

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、前記光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６から９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11】

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、
請求項６から１０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12】

レンズ表面形状測定工程、及び、レンズ厚み測定工程を含み、
前記レンズ表面形状測定工程及びレンズ厚み測定工程において、前記レンズにレーザを照射し、前記レーザは、ラインレーザ又はドットレーザであり、
前記レンズ及び前記レーザの少なくとも一方が、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１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り、
前記レンズ表面形状測定工程は、
Ｙ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたレーザを前記レンズに照射しながら、前記レンズをＸ軸方向若しくはＸθ方向に移動するか、又は、前記レーザをＸ軸方向若しくはＸθ方向に移動することにより、Ｙ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いた前記レーザをＸ軸方向若しくはＸθ方向に走査した状態で前記レンズ表面に照射するか、又は、Ｘ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたレーザを前記レンズに照射しながら、前記レンズをＹ軸方向若しくはＹθ方向に移動するか、又は、前記レーザをＹ軸方向若しくはＹθ方向に移動することにより、Ｘ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いた前記レーザをＹ軸方向若しくはＹθ方向に走査した状態で前記レンズ表面に照射し、前記レンズに照射された前記レーザの散乱光を受光し、受光した散乱光から前記レンズの表裏面画像データを算出し、
前記レンズ厚み測定工程は、
前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、又は、前記レーザをＺ軸方向に移動させて、前記レンズ表面位置及び前記レンズ裏面位置を検出し、前記レンズ表面位置、前記レンズ裏面位置、及び、前記Ｚ軸方向のレンズ移動距離から前記レンズの厚み情報を算出する、
レンズ形状測定方法。

【請求項13】

前記レンズ厚み測定工程は、
Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置及びＺ軸方向の前記レンズ裏面位置を同時に検出する、
請求項１２記載のレンズ形状測定方法。

【請求項14】

前記レンズ厚み測定工程は、
Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出した後に、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザをＺ軸方向に移動させて、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出するか、又は、
Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出した後に、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザをＺ軸方向に移動させて、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出する、
請求項１２記載のレンズ形状測定方法。

【請求項15】

前記レンズ表面位置検出は、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザをＺ軸方向に移動させた場合、照射したレーザが前記レンズ表面で散乱され、前記散乱光を受光し前記散乱光の輝線の幅が最少となるＺ軸方向の位置を特定することで、前記レンズ表面位置を特定する、
請求項１２から１４のいずれか一項に記載のレンズ形状測定方法。

【請求項16】

前記レンズの表面画像データが、二次元画像データであり、前記二次元画像データをゼルニケ多項式で近似して前記レンズの表面形状データを算出する、
請求項１２から１５のいずれか一項に記載のレンズ形状測定方法。

【請求項17】

前記レンズの表裏面画像データに対し射影変換（ホモグラフィ）による補正処理を行う、
請求項１２から１６のいずれか一項に記載のレンズ形状測定方法。

【請求項18】

請求項１２から１７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19】

請求項１８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、レンズ形状測定装置、レンズ形状測定方法、レンズ光学特性測定装置、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】

しかしながら、従来の光学特性測定装置では、レンズの表面形状及びレンズの厚みを高精度で測定するものは無かった。

【0005】

そこで、本発明は、レンズの表面形状及びレンズの厚みを高精度で測定可能なレンズ形状測定装置、及び、レンズ形状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、本発明のレンズ形状測定装置は、
レンズ保持部、測定制御部、レーザ照射部、レーザ受光部、レンズ表面位置検出部、レンズ裏面位置検出部、測定演算部、及び、出力部を備え、
さらに、レンズ位置移動部及びレーザ照射部移動部の少なくとも一方を備え、
前記レンズ保持部は、レンズを保持し、
前記レンズ位置移動部は、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１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り、
前記測定制御部は、レンズ表面形状測定モード、及び、レンズ厚み測定モードを含む測定制御情報を生成し、
前記レーザ照射部は、前記レンズにレーザを照射し、前記レーザは、ラインレーザ又はドットレーザであり、
前記レーザ照射部移動部は、前記レーザ照射部を、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１方向に移動可能であり、
前記レーザ受光部は、前記レンズに照射されたレーザの散乱光を受光し、
前記レンズ表面位置検出部は、前記レンズ表面の特定の位置を検出し、
前記レンズ裏面位置検出部は、前記レンズ裏面の特定の位置を検出し、
前記測定演算部は、前記レーザ受光部の情報に基づき、前記レンズの表面形状情報を算出し、かつ、前記レンズ表面位置検出部及び前記レンズ裏面位置検出部からの情報に基づき、前記レンズの厚み情報を算出し、
前記出力部は、算出された前記レンズの表面形状情報及び厚み情報を出力し、
前記レンズ表面形状測定モードの場合、
前記レンズ位置移動部が前記レンズをＸ軸方向若しくはＸθ方向に移動するか、又は、前記レーザ照射部移動部が前記レーザ照射部をＸ軸方向若しくはＸθ方向に移動することにより、
前記レーザ照射部が、Ｙ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたレーザをＸ軸方向若しくはＸθ方向に走査した状態で前記レンズ表面に照射するか、又は、
前記レンズ位置移動部が前記レンズをＹ軸方向若しくはＹθ方向に移動するか、又は、前記レーザ照射部移動部が前記レーザ照射部をＹ軸方向若しくはＹθ方向に移動することにより、
前記レーザ照射部が、Ｘ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたレーザをＹ軸方向若しくはＹθ方向に走査した状態で前記レンズ表面に照射し、
前記レーザ受光部は、前記レンズに照射された前記レーザの散乱光を受光し、
前記測定演算部は、前記レーザ受光部が受光した散乱光から前記レンズの表裏面画像データを算出し、
前記レンズ厚み測定モードの場合、
前記レンズ位置移動部により、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、又は、前記レーザ照射部移動部により、前記レーザ照射部をＺ軸方向に移動させて、前記レンズ表面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出し、かつ、前記レンズ裏面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出し、
前記測定演算部は、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置、及び、前記Ｚ軸方向のレンズ移動距離から前記レンズの厚み情報を算出する、
装置である。

【0007】

本発明のレンズ形状測定方法は、
レンズ表面形状測定工程、及び、レンズ厚み測定工程を含み、
前記レンズ表面形状測定工程及びレンズ厚み測定工程において、前記レンズにレーザを照射し、前記レーザは、ラインレーザ又はドットレーザであり、
前記レンズ及び前記レーザの少なくとも一方が、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１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り、
前記レンズ表面形状測定工程は、
Ｙ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたレーザを前記レンズに照射しながら、前記レンズをＸ軸方向若しくはＸθ方向に移動するか、又は、前記レーザをＸ軸方向若しくはＸθ方向に移動することにより、Ｙ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いた前記レーザをＸ軸方向若しくはＸθ方向に走査した状態で前記レンズ表面に照射するか、又は、Ｘ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたレーザを前記レンズに照射しながら、前記レンズをＹ軸方向若しくはＹθ方向に移動するか、又は、前記レーザをＹ軸方向若しくはＹθ方向に移動することにより、Ｘ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いた前記レーザをＹ軸方向若しくはＹθ方向に走査した状態で前記レンズ表面に照射し、前記レンズに照射された前記レーザの散乱光を受光し、受光した散乱光から前記レンズの表裏面画像データを算出し、
前記レンズ厚み測定工程は、
前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、又は、前記レーザをＺ軸方向に移動させて、前記レンズ表面位置及び前記レンズ裏面位置を検出し、前記レンズ表面位置、前記レンズ裏面位置、及び、前記Ｚ軸方向のレンズ移動距離から前記レンズの厚み情報を算出する、方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、レンズの表面形状及びレンズの厚みを高精度で測定可能である。

【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、本発明のレンズ表面形状測定の一例を示す図である。

【図3】図３は、本発明のレンズ表面形状測定の別の一例を示す図である。

【図4】図４は、本発明のレンズの厚み測定の一例を示す図である。

【図5】図５は、本発明の装置の構成の一例を示す図である。

【図6】図６は、本発明の装置の構成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、本発明におけるレンズ内座標の一例の説明図である。

【図20】図２０は、本発明の分割測定の一例の説明図である。

【図21】図２１は、本発明の分割測定の一例の説明図である。

【図22】図２２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23】図２３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。

【図24】図２４は、本発明のレンズ形状測定装置又はレンズ形状測定方法におけるレンズ形状解析の工程の一例を示すフロー図である。

【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】

本発明において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、自由に定義できる。例えば、本発明の装置の正面方向を規定した場合、前記正面方向の左右方向をＸ軸方向としてもよいし、前記正面の前後方向をＸ軸方向としてもよい。

【0012】

本発明において、後述の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方向の少なくとも１方向は、特に限定されず、前記６方向の１方向のみでもよいし、前記６方向の少なくとも２方向、前記６方向の少なくとも３方向等でもよく、例えば、前記６方向の１方向、２方向、３方向、４方向、５方向又は６方向のいずれでもよい。また、前記６方向の少なくとも２方向、前記６方向の少なくとも３方向等は、特に制限されず、例えば、前記６方向の少なくとも３方向は、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、前記レンズの方向は、レンズの傾き、及び、レンズの向きを含む。

【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】

本発明において、レンズにレーザを照射する場合、例えば、後述の各実施例のように、レンズの表面側から照射してもよいし、それ以外の方向（レンズの裏面側、横方向等）から照射してもよい。

【0015】

本発明のレンズ形状測定装置において、前記レンズ表面位置検出部は、前記レンズ表面の特定の位置を検出し、前記レンズ裏面位置検出部は、前記レンズ裏面の特定の位置を検出する。検出する前記レンズの「特定の位置」は、例えば、前記レンズを、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１方向に移動させることにより変更可能である。又は、検出する前記レンズの「特定の位置」は、例えば、前記レーザ照射部を、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１方向に移動させることにより変更可能である。

【0016】

本発明のレンズ形状測定装置において、前記レンズ表面位置検出部は、前記レーザ照射部及び前記レーザ受光部を含み、前記レンズを前記レンズ位置移動部によりＺ軸方向に移動させるか、又は、前記レーザ照射部移動部により前記レーザ照射部をＺ軸方向に移動させた場合、前記レーザ照射部が照射したレーザが前記レンズ表面で散乱され、前記散乱光を前記レーザ受光部が受光し、前記散乱光の輝線の幅が最小となるＺ軸方向の位置を特定することで、前記レンズ表面位置を特定する、という態様であってもよい。

【0017】

本発明のレンズ形状測定装置において、前記測定演算部において、前記レンズの表面画像データが、二次元画像データであり、前記二次元画像データをゼルニケ多項式で近似して前記レンズの表面形状データを算出する、という態様であってもよい。

【0018】

本発明のレンズ形状測定装置において、前記測定演算部は、前記レンズの表面画像データに対し射影変換（ホモグラフィ）による補正処理を行う、という態様であってもよい。

【0019】

本発明のレンズ形状測定装置において、前記レンズ厚み測定モードの場合、前記レンズ表面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出した後に、前記レンズ位置移動部により、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザ照射部移動部により、前記レーザ照射部をＺ軸方向に移動させて、前記レンズ裏面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出するか、又は、前記レンズ裏面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出した後に、前記レンズ位置移動部により、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザ照射部移動部により、前記レーザ照射部をＺ軸方向に移動させて、前記レンズ表面位置検出部により、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出する、という態様であってもよい。

【0020】

本発明のレンズ形状測定方法において、前記レンズ厚み測定工程は、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置及びＺ軸方向の前記レンズ裏面位置を同時に検出する、という態様であってもよい。

【0021】

本発明のレンズ形状測定方法において、前記レンズ厚み測定工程は、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出した後に、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザをＺ軸方向に移動させて、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出するか、又は、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出した後に、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザをＺ軸方向に移動させて、Ｚ軸方向の前記レンズ表面位置を検出する、という態様であってもよい。

【0022】

本発明のレンズ形状測定方法において、前記レンズ表面位置検出は、前記レンズをＺ軸方向に移動させるか、若しくは、前記レーザをＺ軸方向に移動させた場合、照射したレーザが前記レンズ表面で散乱され、前記散乱光を受光し前記散乱光の輝線の幅が最少となるＺ軸方向の位置を特定することで、前記レンズ表面位置を特定する、という態様であってもよい。

【0023】

本発明のレンズ形状測定方法において、前記レンズの表面画像データが、二次元画像データであり、前記二次元画像データをゼルニケ多項式で近似して前記レンズの表面形状データを算出する、という態様であってもよい。

【0024】

本発明のレンズ形状測定方法において、前記レンズの表面画像データに対し射影変換（ホモグラフィ）による補正処理を行う、という態様であってもよい。

【0025】

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、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、
さらに、本発明のレンズ形状測定装置を含み、
前記レンズ保持部は、前記レンズ形状測定装置の前記レンズ保持部を兼ね、
前記測定制御部は、前記レンズ形状測定装置の前記測定制御部を兼ね、
前記受光部は、前記レンズ形状測定装置の前記レーザ受光部を兼ね、
前記測定演算部は、前記レンズ形状測定装置の前記測定演算部を兼ね、
前記出力部は、前記レンズ形状測定装置の前記出力部を兼ね、
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１方向に移動可能であり、
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘθ方向、Ｙθ方向、及び、Ｚθ方向は、前記レンズ形状測定装置のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘθ方向、Ｙθ方向、及び、Ｚθ方向と同一であり、
前記レーザ照射部移動部は、前記レーザ照射部を、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１方向に移動可能である、装置である。

【0026】

本発明のレンズ光学特性測定装置において、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。

【0027】

本発明のレンズ光学特性測定装置において、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。

【0028】

本発明のレンズ光学特性測定装置において、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、前記光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、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。

【0029】

本発明のレンズ光学特性測定装置において、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。

【0030】

本発明のレンズの光学特性測定方法は、光をレンズに照射し、レンズから出射される測定光を受光して前記レンズの光学特性を測定するレンズの光学特性測定方法であって、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、方法である。

【0031】

本発明のレンズ光学特性測定方法において、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。

【0032】

本発明のレンズ光学特性測定方法において、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１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、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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

［実施形態１］
図１に、本実施形態のレンズ形状測定装置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、ラインレーザ照射部７ａ、ラインレーザ受光部７ｂ、レンズ保持部１８、及び、レンズ裏面位置検出部２３、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、ラインレーザ照射部７ａは、測定制御情報に基づいてラインレーザ（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。ラインレーザ受光部７ｂは、前記ラインレーザを照射されたレンズから反射されるラインレーザ（図１において下側の矢印）を受光する。ラインレーザ照射部７ａ及びラインレーザ受光部７ｂにより、レンズの表面形状が測定できる。また、ラインレーザ照射部７ａ及びラインレーザ受光部７ｂは、レンズ表面位置検出部２２を兼ねており、Ｚ軸方向のレンズ表面位置を検出する。レンズ裏面位置検出部２３は、Ｚ軸方向のレンズ裏面位置を検出する。レンズ表面形状情報、レンズ表面位置情報、レンズ裏面位置情報、レンズのＺ軸移動距離情報は、測定演算部１３に入力され、測定演算部１３は、前記各情報に基づきレンズの表面形状情報及びレンズの厚み情報を生成する。レンズの表面形状情報及びレンズの厚み情報は、記憶部１４に記憶され、また、出力部１５により、出力される。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、レンズの表面形状情報及びレンズの厚み情報は、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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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方向の少なくとも１方向に移動可能である。

【0040】

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。

【0041】

図２に、レンズ表面形状測定モードにおける、レンズ表面形状測定の一例を示す。レンズＬｅはレンズ保持部１８に保持されており、レンズ保持部１８に連結しているレンズ位置移動部１６により、レンズＬｅはＸ軸方向に移動する。Ｘ軸方向に移動させた状態で、ラインレーザ照射部７ａが、斜め上方からレンズＬｅ表面にＹ軸に平行な方向からＺ軸方向に傾いたラインレーザを照射する。照射されたラインレーザの一部はレンズＬｅ表面で反射され、反射されたラインレーザをラインレーザ受光部７ｂで受光する。測定演算部１３は、ラインレーザ受光部７ｂが受光した反射光からレンズの表面画像データを算出する。

【0042】

図３に、レンズ表面形状測定モードにおける、レンズ表面形状測定の別の一例を示す。レンズＬｅはレンズ保持部１８に保持されており、レンズ保持部１８に連結しているレンズ位置移動部１６により、レンズＬｅはＸθ方向に移動（Ｘ軸を回転中心として回転）する。すなわち、図３のレンズ表面形状測定は、レンズＬｅを、Ｘ軸方向に代えてＸθ方向に移動させること以外は、図２と同様である。このとき、Ｘθ方向の回転軸の中心は、例えば、レンズＬｅ裏面の曲面の曲率半径をＲとし、前記裏面の曲面の中心と、前記回転軸の中心とが同じであってもよい。このようにすることで、測定精度がより高いレンズ表面形状測定が可能となる。レンズＬｅをＸθ方向に移動させた状態で、ラインレーザ照射部７ａが、斜め上方からレンズＬｅ表面に、Ｙ軸に平行な方向からＺ軸方向に傾いたラインレーザを照射する。なお、Ｘ軸又はＹ軸に平行な方向からＺ軸方向に傾いた（すなわち、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面から三次元的に傾いた）レーザをレンズ曲面に照射すると、前記レーザは、前記レンズ曲面上では、前記レンズ曲面に沿って湾曲した曲線になる。照射されたラインレーザの一部はレンズＬｅ表面で反射され、反射されたラインレーザをラインレーザ受光部７ｂで受光する。測定演算部１３は、ラインレーザ受光部７ｂが受光した反射光からレンズの表面画像データを算出する。なお、図２及び図３では、レンズＬｅをＸ軸方向又はＸθ方向に移動させる例を示したが、Ｘ軸方向若しくはＸθ方向に加え、又はこれに代えて、Ｙ軸方向に移動若しくはＹθ方向に移動（Ｙ軸を回転中心として回転）させてもよい。また、レンズ形状測定装置１が、レンズ位置移動部１６に加え、又はそれに代えて、レーザ照射部移動部を有し、レンズＬｅに加え、又はこれに代えて、ラインレーザ照射部７ａを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘθ方向及びＹθ方向の少なくとも一つの方向に移動させてもよい。

【0043】

本発明では、レンズ表面形状測定において、レーザをレンズ表面に照射しながら、レンズ又はレーザを、Ｘθ方向又はＹθ方向に移動（Ｘ軸又はＹ軸を中心として回転）させることができる。これにより、Ｘ軸方向又はＹ軸方向への移動（スライド）よりも、レーザとレンズ面に面直な方向とのなす角度を小さく抑えることができるため、受光部が受光する光を強くすることが可能である。受光部が受光する光が強いことで、前記光の検出精度がさらに向上する。例えば、度数の低いレンズで、レンズ上面の傾斜（曲率）が緩やかな場合は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向への移動（スライド）でも精度のよい測定が可能である。一方、レンズの度数が高く、レンズ上面の傾斜（曲率）が急になったような場合は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向への移動（スライド）よりも、Ｘθ方向又はＹθ方向への移動（Ｘ軸又はＹ軸を中心として回転）の方が高精度な測定が可能であり好ましい。また、本発明の装置又は方法におけるレンズ表面形状測定では、レンズ及びレーザの一方又は両方を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘθ方向及びＹθ方向の任意の一方向又は二方向以上に移動可能であってもよい。具体的には、例えば、レンズ及びレーザは、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方への移動（スライド）のみが可能でもよく、Ｘθ方向及びＹθ方向の一方又は両方への移動（回転）のみが可能でもよく、スライド及び回転の両方が可能であってもよい。スライド及び回転の両方が可能である場合、スライド又は回転を必要に応じて切り替えてもよい。具体的には、例えば、前述したレンズ上面の傾斜（曲率）に応じてスライド又は回転を切り替えてもよい。スライドの方が回転よりも動作及び制御が容易であるという利点があり、一方、前述のとおり、回転の方がスライドよりも高精度な測定が可能であるという利点がある。例えば、レンズ又はレーザが、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方向のうち３方向に移動可能な場合、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方への移動（スライド）のみが可能でもよい。また、例えば、レンズ又はレーザが、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方向のうち５方向に移動可能な場合、スライド及び回転の両方が可能でもよく、スライド又は回転を必要に応じて切り替えてもよい。

【0044】

レンズの表面画像データは、二次元画像データであり、測定演算部１３は、例えば、二次元画像データをゼルニケ多項式で近似してレンズの表面形状データを算出する。なお、ラインレーザの反射光はレンズ裏面の屈折光も含んでいるが、裏面の屈折光は使用しない（キャンセル）。また、測定演算部１３において、レンズの表面画像データに対し射影変換（ホモグラフィ）による補正処理を行ってもよい。

【0045】

図４に、レンズ厚み測定モードにおける、レンズの厚み測定の一例を示す。まず、レンズＬｅを、レンズ保持部１８のチャック（図示せず）にセットして保持する。つぎに、ラインレーザ照射部７ａによってラインレーザを連続的又は断続的に照射しながら、レンズ位置移動部１６により、レンズ保持部１８に保持されたレンズＬｅをＺ軸方向（同図において上下方向）に移動させる。このとき、ラインレーザ照射部７ａが照射したラインレーザがレンズＬｅ表面で散乱され、その散乱光をラインレーザ受光部７ｂが受光する。そして、前記散乱光の輝線の幅が最少となったＺ軸方向の位置を、レンズＬｅ表面位置とする。レンズＬｅの初期位置と、その初期位置からレンズＬｅ表面位置までの、レンズＬｅのＺ軸方向の移動量（例えば、ステッピングモータによるＺ軸方向移動のステップ数から算出可能）とから、レンズＬｅ表面位置を算出できる。なお、レンズＬｅのＺ軸方向移動の順序は、特に限定されない。例えば、レンズＬｅの初期位置を高く設定し、最初に下降させてもよいし、逆に、レンズＬｅの初期位置を低く設定し、最初に上昇させてもよい。また、レンズ位置移動部１６により、レンズ保持部１８に保持されたレンズＬｅをＺ軸方向（同図において下方向）に移動させ、所定の位置に配置された無接点タッチスイッチ（レンズ裏面検出部）２３にレンズＬｅ裏面が接触し、ＯＮ状態となった位置を、Ｚ軸方向のレンズ裏面位置とする。測定に先立ってタッチスイッチ２３のＯＮ位置を特定しておくことで、Ｚ軸方向のレンズ裏面位置を特定できる。そして、測定演算部１３において、Ｚ軸方向のレンズ表面位置、Ｚ軸方向のレンズ裏面位置、及び、Ｚ軸方向のレンズ移動距離からレンズの厚み情報を算出する。なお、本発明の装置において、光学系の構成は、図４に限定されず、例えば、後述する実施形態の図１３又は１４に示す構成等でもよい。例えば、レーザ受光部が、図４のラインレーザ受光部７ｂに代えて図１３又は１４の受光部１９であり、前記輝線の幅を図１３又は１４のＣＭＯＳ１９ｃで測定してもよい。

【0046】

なお、本実施形態では、ラインレーザを用いる例について説明したが、本発明では、ラインレーザに代えてドットレーザを用いてもよい。前記ドットレーザは特に限定されず、例えば、一般的なドットレーザでもよいし、ＤＯＥ（回折光学素子）を用いたドットレーザであってもよい。例えば、レーザダイオードから出射されたレーザを、ＤＯＥを通すことで、ドットレーザとすることができる。ＤＯＥによれば、例えば、ビームの形状を、自由に設計可能である。このため、ＤＯＥによれば、例えば、多点化（例えば、２０×２０）も容易である。また、ＤＯＥを用いると、レンズ上の点の輝度を高く出来るため、例えば、ラインレーザよりも、輝度重心を求める位置精度をさらに向上させることができる。また、ＤＯＥによる点群を用い、面形状を求めることができる。なお、以下の各実施形態においても、同様に、ラインレーザに代えてドットレーザを用いてもよいし、前記ドットレーザは特に限定されず、例えば、一般的なドットレーザでもよいし、ＤＯＥを用いたドットレーザであってもよい。

【0047】

また、本実施形態では、レンズ位置移動部によってレンズを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１方向に移動可能な例を示した。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば、前述のとおり、レンズ形状測定装置が、レンズ位置移動部に加え、又はそれに代えて、前記レーザ照射部移動部を有し、前記レーザ照射部移動部によって、前記レーザ照射部を、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１方向に移動可能であってもよい。また、レンズ位置移動部は、前述のとおり、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１方向に移動可能であればよい。レーザ照射部移動部も同様である。例えば、レンズ位置移動部に加え、又はそれに代えて、前記レーザ照射部移動部を有し、前記レーザ照射部移動部によって、前記レーザ照射部を、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１方向に移動可能であってもよい。以下の各実施形態においても同様である。

【0048】

本発明におけるレンズ表面形状測定では、前述のとおり、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いた（すなわち、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面から三次元的に傾いた）レーザを照射することができる。この場合において、前記レーザの照射方向と、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に平行な方向とのなす角（傾斜角度）は、特に限定されないが、例えば、０°以上又は０°を超える角度であり、例えば、２０〜４０°であってもよく、例えば、３０°前後（３０°以上又は３０°以下）が好ましい。

【0049】

［実施形態２］
図５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。本実施形態のレンズ光学特性測定装置１は、例えば、実施形態１のレンズ形状測定装置１を含む。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５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５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、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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

本発明では、例えば、本実施形態で示したように、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。

【0055】

［実施形態３］
次に、図６から図１８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。

【0056】

図６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１６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７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。

【0057】

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。

【0058】

図８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。

【0059】

なお、図８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。

【0060】

図９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のギヤ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。

【0061】

図１０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。

【0062】

図１１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１１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。

【0063】

図１２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１２において下方端）及びＹθラック１６ｙθ４の一端（図１２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１２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。

【0064】

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。

【0065】

図１３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から構成されている。図１３において、一点鎖線は、光の経路を示す。図１３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。

【0066】

図１４に、本装置の別の光学系の構成を示す。図１４に示す光学系では、ラインレーザ照射部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１３の光学系と同じであり、図１４に示す光学系は、本発明のレンズ形状測定装置の光学系を一部兼ねるものである。図１４に示す光学系では、ラインレーザ照射部７から、レンズ表面に上斜め方向からラインレーザ光が照射され、レンズ表面で反射されたレーザ光が、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１４において、コリメートレンズ１９ａ、光学ミラー１９ｂ、結像レンズ１９ｄ、及び、ＣＭＯＳ１９ｃから構成される受光部１９は、ラインレーザ受光部を兼ねる。図１４に示すように、レンズ保持部１８に連結したレンズ位置移動部１６により、レンズはＺ軸方向（高さ方向）に移動することができ、前述のように、ラインレーザ照射部７からの照射されたラインレーザのレンズ表面での反射光を受光部１９で受光することにより、レンズ表面位置を検出できる。また、レンズ保持部１８に連結したレンズ位置移動部１６により、レンズはＸθ方向に移動することができ、前述のように、ラインレーザ照射部７から照射されたラインレーザのレンズ表面の反射光を受光部１９で受光することにより、レンズ表面形状を測定できる。

【0067】

本発明において、図１３及び図１４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。

【0068】

図１５及び図１６に、レンズ保持部１８の構成の一例を示す。図１５は、レンズ保持部１８の斜視図であり、図１６（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１５及び図１６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１５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１６（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１５及び図１６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。なお、手前のスライダー１８ｅは、開いた状態で仮固定可能であり、前記仮固定を容易に解除できることが好ましい。これにより、レンズ保持部１８のチャック（丸レンズＬｅを保持する部分であり、レンズ押え１８ｄ及びレンズ受け１８ｊにより構成される）に対する丸レンズＬｅのセット性（セットの容易さ）が向上する。また、前記チャック自体を手前に移動させることが可能であれば、さらにセット性が向上する。

【0069】

図１５及び図１６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。

【0070】

図１７及び図１８には、図１５及び図１６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１７は、レンズ保持部１８の斜視図であり、図１８（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１７及び図１８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１７及び図１８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。

【0071】

［実施形態４］
図１９に基づき、レンズ内座標の規定について説明する。図１９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、レンズＬｅ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。

【0072】

［実施形態５］
図２０及び図２１に基づき、分割測定の一例を説明する。まず、図２０（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２０（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２０（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２０（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２１（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、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２０（Ｂ）に示すＸθ方向の合成測定エリアＥＳ、及び、図２１（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２０及び図２１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。このとき、分割面の幅（ピッチ）は、特に限定されないが、より精度のよい（分解能が高い）表面形状測定のためには、分割面の幅（ピッチ）がなるべく小さくするように細分割することが好ましい。一方、測定時間が長くなりすぎないためには、分割面の幅（ピッチ）を小さくし過ぎないことが好ましい。この観点から、分割面の幅（ピッチ）は、例えば、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。

【0073】

［実施形態６］
図２２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２２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通るＸ軸と平行な軸を回転軸としてレンズを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通るＹ軸と平行な軸を回転軸としてレンズをＹθ方向に回転させることも可能である。

【0074】

［実施形態７］
図２３に、レンズへのカップの装着の一例を示す。図２３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２３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２３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２３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。また、レンズ支持ピン２１ａにより、レンズＬｅの三次元的な傾動及びトレースが可能になる。

【0075】

［実施形態８］
図２４は、本発明のレンズ形状測定装置又はレンズ形状測定方法におけるレンズ形状解析の工程の一例を示すフロー図である。まず、ラインレーザ又はドットレーザを用いたレンズ形状測定装置で、レンズをＸ軸方向に移動させながら計測した複数の画像ファイル（例えばＴＩＦＦ形式）を読み込む（Ｓ１０１）。つぎに、ピクセルビニング処理により画像サイズを縮小する（Ｓ１０２）。さらに、畳み込み演算による線検出フィルタにより、画像を二値化する（Ｓ１０３）。さらに、複数の二値化画像を結合し、三次元ピクセルデータを作成する（Ｓ１０４）。さらに、隣接ピクセルをたどる三次元塗りつぶし演算により、表面と裏面のデータを分離する（Ｓ１０５）。そして、作成した三次元ピクセルデータから、レンズ表面及び裏面形状を表す三次元座標リストを作成する（Ｓ１０６）。さらに、レンズ表面形状をゼルニケ多項式で近似する（Ｓ１０７）。さらに、光線追跡により屈折の影響を計算し、レンズ裏面形状データを実際の形状に補正する（Ｓ１０８）。そして、レンズ裏面形状をゼルニケ多項式で近似する（Ｓ１０９）。さらに、光線追跡により、球面度数分布、円柱度数分布、円柱軸角度を計算する（Ｓ１１０）。つぎに、レンズの屈折率が決定されているか否かを確認する（Ｓ１１１）。レンズの屈折率が不明の場合は、レンズ中心部の球面度数から屈折率を算出し（Ｓ１１２）、その後、Ｓ１０８〜Ｓ１１０を再度実行する。レンズの屈折率が決定されている場合は、それに基づき、レンズの球面度数の最大値、最小値等を表示する（Ｓ１１３）。なお、例えば、レンズのアッベ数を測定済の場合は、レンズに照射されるレーザ（例えばｅ線）に対するレンズの屈折率がすでに決定されていることになる。さらに、レンズ表面及び裏面の曲率（主曲率）分布を計算し、表示する（Ｓ１１４）。なお、これらの工程Ｓ１０１〜Ｓ１１４は、例えば、本発明のレンズ形状測定装置における前記測定演算部で行うことができる。

【0076】

［実施形態９］
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。

【0077】

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】

【0078】

以上、説明したとおり、本発明によれば、レンズの表面形状及び厚みを高精度で測定可能である。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】

【0079】

１ レンズ形状測定装置
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
７ａ ラインレーザ照射部
７ｂ ラインレーザ受光部
２２ レンズ表面位置検出部
２３ レンズ裏面位置検出部

【要約】

レンズの表面形状及び厚みを高精度で測定可能なレンズ形状測定装置を提供する。
本発明のレンズ形状測定装置（１）は、レンズ位置移動部（１６）がレンズをＸ軸方向又はＸθ方向に移動することにより、ラインレーザ照射部（７ａ）が、Ｙ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に傾いたラインレーザをＸ軸方向又はＸθ方向に走査した状態でレンズ表面に照射し、ラインレーザ受光部（７ｂ）は、レンズに照射された前記ラインレーザ―の反射光を受光し、測定演算部（１３）は、ラインレーザ受光部（７ｂ）が受光した反射光から前記レンズの表面画像データを算出し、レンズ位置移動部（１６）により、レンズをＺ軸方向に移動させて、レンズ表面位置検出部（２２）により、Ｚ軸方向のレンズ表面位置を検出し、かつ、レンズ裏面位置検出部（２３）により、Ｚ軸方向の前記レンズ裏面位置を検出し、測定演算部（１３）は、Ｚ軸方向のレンズ表面位置、Ｚ軸方向のレンズ裏面位置及びＺ軸方向のレンズ移動距離からレンズの厚み情報を算出する、レンズ形状測定装置である。

【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】