DE1125680B

DE1125680B - Measuring device for determining the optical data and for centering optical elements

Info

Publication number: DE1125680B
Application number: DEZ6680A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Hans Plesse
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1958-05-30
Filing date: 1958-05-30
Publication date: 1962-03-15

Description

Meßeinrichtung zur Bestimmung der optischen Daten und zur Zentrierung optischer Elemente Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Bestimmung des Ortes bester Strahlenvereinigung des durch ein zu prüfendes optisches Element tretenden Lichtes, enthaltend eine mit einer Impulslichtquelle arbeitende optische Vorrichtung mit einer in ihrer Bildebene angeordneten photoelektrischen Anordnung, welche über von dieser Anordnung mit Spannung versehene Nachlaufsteuerungen automatisch sowohl die Zentrierung des zu prüfenden Elementes als auch die Änderung ihrer Bildweite in Abhängigkeit von den optischen Eigenschaften des zu prüfenden Elementes bewirkt. Measuring device for determining the optical data and for centering Optical elements The invention relates to a measuring device for determining the Location of the best combination of rays of the passing through an optical element to be tested Light containing an optical device operating with a pulsed light source with a photoelectric arrangement arranged in its image plane, which via Followers powered by this arrangement automatically both the centering of the element to be tested as well as the change in its image distance caused depending on the optical properties of the element to be tested.

Meßeinrichtungen der genannten Art sind an sich bekannt, und zwar werden sie bei der Prüfung von photographischen Objektiven oder von Brillengläsern verwendet. So ist bei einer bekannten Meßeinrichtung die zu prüfende Linse im Parallelstrahlengang angeordnet, und es sind Nachlaufsteuerungen vorvorgesehen, welche zur Verschiebung der zu prüfenden Linse nach der Höhe und Seite dienen. Das von der Prüflinse fokussierte Licht fällt auf eine Anordnung von vier geneigten Spiegeln. Jedem dieser Spiegel ist eine von den übrigen Photozellen getrennte Photozelle mit nachgeschalteten Verstärkern zugeordnet. Wenn nun der optische Mittelpunkt der zu prüfenden Linse nicht mit dem geometrischen Mittelpunkt übereinstimmt, so wird eine der Photozellen mehr mit Licht beaufschlagt und löst die zugeordnete Nachlaufsteuerung aus, welche die Linse über einen Elektromotor entsprechend verschiebt. Außer zu dieser automatischen Bestimmung des optischen Mittelpunktes einer Linse kann die bekannte Meßeinrichtung auch zur Bestimmung des Ortes bester Strahlenvereinigung des durch die zu prüfende Linse tretenden Lichtes dienen, wobei zu diesem Zweck hinter der Spiegelanordnung eine weitere Photozelle vorgesehen ist. Mittels dieser Photozelle wird die gesamte photoelektrische Anordnung in Richtung der optischen Achse bis zum Abgleich verschoben. Measuring devices of the type mentioned are known per se, namely they are used when testing photographic lenses or eyeglass lenses used. In a known measuring device, for example, the lens to be tested is in the parallel beam path arranged, and there are tracking controls provided, which for displacement serve the lens to be tested in terms of height and side. That focused by the test lens Light falls on an arrangement of four inclined mirrors. Each of these mirrors is a photocell separated from the other photocells with downstream amplifiers assigned. Now if the optical center of the lens to be tested does not match the If the geometric center coincides, one of the photocells becomes more light applies and triggers the associated tracking control, which the lens over moves an electric motor accordingly. Except for this automatic determination The known measuring device can also be used for the optical center of a lens Determination of the location of the best combination of rays through the lens to be tested passing light serve, for this purpose behind the mirror arrangement a further photocell is provided. By means of this photocell, the entire photoelectric Arrangement shifted in the direction of the optical axis until the adjustment.

Diese bekannte Meßeinrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie sehr aufwendig und störanfällig ist und daß die genaue Bestimmung des Ortes bester Strahlenvereinigung bei astigmatischen Prüflingen nicht möglich ist. Außerdem ist die Genauigkeit der zur Bestimmung des Ortes bester Strahlenvereinigung dienenden Meßeinrichtung durch die Genauigkeit der Ausbildung der Wedhsellichtblende beschränkt. However, this known measuring device has the disadvantage that it is very is expensive and prone to failure and that the exact determination of the location of the best radiation association is not possible with astigmatic test objects. Also, the accuracy of the to determine the location of the best radiation association serving measuring device the accuracy of the design of the Wedhsell lens hood is limited.

Die Erfindung bezweckt, eine von diesen Mängeln freie Meßeinrichtung zu schaffen, mit der bei relativ geringem Aufwand eine sehr hohe Meßgenauigkeit erreicht wird und auch der Ort bester Strahlen- vereinigung bei astigmatischen Prüflingen festgestellt werden kann. The aim of the invention is to provide a measuring device free from these deficiencies to create a very high measurement accuracy with relatively little effort is reached and also the place of the best radiation unification for astigmatic test objects can be determined.

Die Meßeinrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Parallelstrahlengang des durch das zu prüfende Element tretenden Lichtes eine Wechsellichtblende angeordnet ist, welche zwei Teilstrahlen ausblendet und wechselweise unterbricht, und daß die von der gegenseitigen Lage der Auftreffstellen der beiden Teilstrahlen auf dem in der Bildebene angeordneten photoelektrischen Meßelement abhängige Ausgangsspannung zur Verschiebung einer die Scharfeinstellung der optischen Vorrichtung auf das photoelektrische Meßelement bewirkenden, durch ihre Lage die zu messende Größe des zu prüfenden optischen Elementes festlegenden Linse verwendet wird. The measuring device according to the invention is characterized in that in the parallel beam path of the light passing through the element to be tested an interchangeable lens hood is arranged, which hides two partial beams and alternately interrupts, and that of the mutual location of the points of impact of the two partial beams on the photoelectric one arranged in the image plane Measuring element-dependent output voltage for shifting the focus effecting the optical device on the photoelectric measuring element by their position determines the size to be measured of the optical element to be tested Lens is used.

Das in der Bildebene der optischen Vorrichtung angeordnete Meßelement kann z. B. als zweigeteiltes photoelektrisches Element ausgebildet sein, dessen Teilungslinie durch die optische Achse geht und senkrecht zur Verbindungslinie der Mitten der beiden durch die Wechsellichtblende ausgeblendeten Lichtbündel steht. In manchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, dieses Meßelement aus einer Photozelle mit vorgeschaltetem Graukeil auszubilden. The measuring element arranged in the image plane of the optical device can e.g. B. be designed as a two-part photoelectric element whose The dividing line goes through the optical axis and is perpendicular to the line connecting the In the middle of the two light bundles hidden by the interchangeable lens hood stands. In some cases it can also be useful to use a photocell for this measuring element to be formed with an upstream gray wedge.

Soll sowohl die Zentrierung des zu prüfenden Elementes als auch die Messung mit Hilfe eines einzigen Meßelementes vorgenommen werden, so wird das Meßelement vorteilhaft als viergeteiltes photoelektrisches Element ausgebildet. Einander diagonal gegenüberliegende Sektoren dieses Elementes sind dabei jeweils über eine Transformatorwicklung miteinander verbunden, und die Sekundärwicklungen dieser Transformatoren sind über Verstärker mit Nachsteuermotoren verbunden, welche die Verschiebung des Prüflings nach Höhe und Seite bewirken. Should both the centering of the element to be tested and the Measurement are made with the aid of a single measuring element, so the measuring element advantageously designed as a four-part photoelectric element. Diagonally to each other opposite sectors of this element are each over a transformer winding connected together, and the secondary windings of these transformers are over Amplifier connected to readjustment motors, which controls the displacement of Effect the test object in terms of height and side.

Weiterhin sind jeweils zwei nebeneinanderliegende Sektoren des viergeteilten photoelektrischen Elementes über je eine Tfansformatorwicklung miteinander verbunden, und die Sekundärwicklungen dieser Transformatoren sind parallel oder in Reihe geschaltet. Der Transformatorausgang ist dabei mit der zur Messung dienenden Nachsteuereinrichtung für die zwischen Impulslichtquelle und Prüfelement liegenden Linse verbunden.Furthermore, there are two adjacent sectors of the four-part photoelectric element connected to each other via a transformer winding each, and the secondary windings of these transformers are connected in parallel or in series. The transformer output is connected to the readjustment device used for the measurement for the lens located between the pulsed light source and the test element.

Mit Hilfe eines solchen Meßelementes gelingt es auch, einen astigmatischen Prüfling auszumessen. With the help of such a measuring element it is also possible to find an astigmatic Measure the test item.

Ein solcher Prüfling muß nicht nur nach der Höhe und Seite sondern auch nach dem Azimut justiert werden. Zu diesem Zweck sind die mit den nebeneinanderliegenden Sektoren des photoelektrischen Elementes verbundenen Transformatorwicklungen nicht nur mit der die Messung bewirkenden Nachsteuereinrichtung, sondern auch mit der zur Justierung des Prüflings dienenden Nachsteuereinrichtung verbunden. Die Frequenz der Impulslichtquelle und die Frequenz der Wechsellichtblende sind dabei verschieden gewählt, wobei die zur Zentrierung dienende Nachsteuervorrichtung auf die Frequenz der Impulslichtquelle abgestimmt ist, während die zur Messung dienende Nachsteuervorrichtung auf die Frequenz der Wechsellichtblende abgestimmt ist. Mittels eines dem Transformatorausgang nachgeordneten Siebgliedes gelingt es dabei, die der Justiereinrichtung und die der Meßeinrichtung zuzuführenden elektrischen Spannungen voneinander zu trennen.Such a test specimen must not only be in terms of height and side but can also be adjusted according to the azimuth. For this purpose are those with the adjacent Sectors of the photoelectric element are not connected to transformer windings only with the readjustment device effecting the measurement, but also with the for adjusting the test specimen serving readjustment device connected. The frequency the pulsed light source and the frequency of the interchangeable lens hood are different selected, the adjusting device used for centering on the frequency the pulsed light source is matched, while the readjustment device used for measurement is matched to the frequency of the interchangeable lens hood. Using one of the transformer output downstream sieve element succeeds in the adjustment device and the to separate the electrical voltages to be supplied to the measuring device.

Es ist ebenso möglich und in manchen Fällen vorteilhaft, die im Strahlengang angeordnete Wechsellichtblende zum Zwecke der Justierung ausklappbar zu gestalten. Auch in diesem Fall erfolgt die Justierung des Prüflings bei der Frequenz der Impulslichtquelle. Nach abgeschlossener Justierung wird dann die Wechsellichtblende eingeklappt, und die eigentliche Messung erfolgt wieder bei der Frequenz der Wechsellichtblende. It is also possible and in some cases advantageous to use the beam path arranged interchangeable lens hood for the purpose of adjustment to be folded out. In this case, too, the test object is adjusted at the frequency of the pulsed light source. After the adjustment has been completed, the interchangeable lens hood is then folded in, and the actual measurement takes place again at the frequency of the interchangeable lens hood.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 die Meßeinrichtung gemäß der Erfindung in der Anwendung als Scheitelbrechwertmesser, Fig. 2 die Schaltung des viergeteilten photoelektrischen Elementes zur Verschiebung des Prüflings nach Höhe und Seite, Fig. 3 die Schaltung des viergeteilten photoelektrischen Elementes zur Justierung astigmatischer Gläser nach Höhe, Seite und Azimut, Fig. 4 die Schaltung des viergeteilten photoelektrischen Elementes, sowohl zur Justierung des Prüflings nach Höhe, Seite und Azimut als auch zur Messung, Fig. 5 die Meßeinrichtung gemäß der Erfindung in der Anwendung als Scheitelbrechwertmesser, jedoch mit getrennten photoelektrischen Elementen zur Zentrierung und Messung. The invention is shown in the drawing on the basis of exemplary embodiments illustrated. 1 shows the measuring device according to the invention in use as a vertex lens meter, Fig. 2 shows the circuit of the four-part photoelectric Element for shifting the test object in height and side, Fig. 3 the circuit the four-part photoelectric element for adjusting astigmatic glasses according to height, side and azimuth, Fig. 4 shows the circuit of the four-part photoelectric Element, both for adjusting the test object according to height, side and azimuth as well as for measurement, Fig. 5 shows the measuring device according to the invention in the application as Lensmeter, but with separate photoelectric elements for centering and measurement.

In der in Fig. 1 dargestellten Meßeinrichtung ist mit 1 eine Glühlampe bezeichnet, die mittels eines Kondensors 5 in die Ebene einer Blende 6 abgebildet wird. Vor der Blende 6 ist eine rotierende sektorenförmige Blende 7 angeordnet, welche das von der Lichtquelle 1 gelieferte Gleichlicht in Impulslicht zerhackt. Mit 2 ist eine sammelnde Linse und mit 3 eine weitere sammelnde Linse bezeichnet. Die Blende 6 befindet sich im Brennpunkt der Linse 2, so daß also zwischen den Linsen 2 und 3 paralleler Strahlengang besteht. Die Bildebene der aus der Impulslichtquelle und den beiden Linsen 2 und 3 bestehenden optischen Vorrichtung liegt bei 36. Bringt man nun in diese optische Vorrichtung ein zu prüfendes Brillenglas 4 ein, so wird die Bildweite der optischen Vorrichtung geändert, d. h., die Bildebene liegt nicht mehr bei 36. Um den Ausgangszustand wieder zu erreichen, muß die Linse 2 relativ zur Ebene der Blende 6 verschoben werden. Die sich ergebende Verschiebung ist ein Maß für den Scheitelbrechwert des Brillenglases 4. In the measuring device shown in Fig. 1, 1 is an incandescent lamp denotes, which are mapped into the plane of a diaphragm 6 by means of a condenser 5 will. A rotating sector-shaped diaphragm 7 is arranged in front of the diaphragm 6, which chops the constant light supplied by the light source 1 into pulsed light. 2 with a converging lens and 3 with a further converging lens. The diaphragm 6 is at the focal point of the lens 2, so that between the lenses 2 and 3 parallel Beam path exists. The image plane from the pulsed light source and the two lenses 2 and 3 existing optical device is 36. Brings if a spectacle lens 4 to be tested is now inserted into this optical device, it becomes changed the image distance of the optical device, d. i.e., the image plane does not lie more at 36. In order to return to the initial state, the lens 2 must be relatively be moved to the plane of the diaphragm 6. The resulting shift is a Measure for the vertex power of the spectacle lens 4.

Mit 33 ist eine Wechsellichtblende bezeichnet, welche aus dem parallelen Strahlengang zwei Teillichtbündel ausblendet und diese wechselweise unterbricht. In der Ebene36 ist eine viergeteilte Photozelle 8 angeordnet, welche sowohl die zur Zentrierung des Brillenglases 4 notwendige Spannung als auch die eigentliche Meßspannung für die Verschiebung der Linse 2 liefert. Zur Zentrierung muß der Prüfling 4 nach Höhe, Seite und bei astigmatischen Gläsern auch bezüglich des Azimuts eingestellt werden. With 33 an interchangeable lens hood is referred to, which from the parallel Beam path fades out two partial light bundles and interrupts them alternately. In the plane 36 a four-part photocell 8 is arranged, which both the for centering the spectacle lens 4 necessary voltage as well as the actual voltage Measurement voltage for the displacement of the lens 2 supplies. For centering, the test item must 4 according to height, side and, in the case of astigmatic lenses, also with regard to the azimuth will.

Diesem Zweck dienen drei bezüglich ihrer Drehrichtung phasenabhängige Nachlaufmotoren 13 a bis 13 c, von denen in Fig. 1 nur der Motor 13 a dargestellt ist. Dieser Motor 13 a verschiebt über ein Getriebe 14 das Brillenglas 4 nach der Höhe. Die zum Betrieb des Motors notwendige Spannung wird von einem Verstärker 12 a geliefert, welcher die von der Photozelle 8 gelieferte Spannung verstärkt. Die beiden anderen Verstärker 12 b und 12 c dienen zur Speisung der anderen das Brillenglas 4 nach Seite und Azimut einstellenden, in Fig. 1 L nicht dargestellten Nachlaufmotore 13 b und 13 c.This is achieved by three phase-dependent directions of rotation Follower motors 13 a to 13 c, of which only the motor 13 a is shown in FIG. 1 is. This motor 13 a moves the lens 4 via a gear 14 after Height. The voltage required to operate the motor is supplied by an amplifier 12 a supplied, which amplifies the voltage supplied by the photocell 8. the the other two amplifiers 12 b and 12 c are used to feed the other lens 4 to the side and azimuth adjusting, in Fig. 1 L not shown trailing motors 13 b and 13 c.

Die vom photoelektrischen Element 8 gelieferte Meßspannung wird außerdem in einem Wechselstromverstärker 9 verstärkt und einem bezüglich seiner Drehrichtung phasenabhängigen Nachlaufmotor 10 zugeführt, welcher über ein Getriebe 11 die Linse 2 in Richtung des Strahlenganges bis zum Abgleich verschiebt. The measurement voltage supplied from the photoelectric element 8 is also amplified in an AC amplifier 9 and one with respect to its direction of rotation phase-dependent follow-up motor 10 supplied, which via a gear 11 the lens 2 moves in the direction of the beam path until the adjustment.

In Fig. 2 ist die zur Einstellung des Prüflings 4 nach Höhe und Seite dienende Schaltung der viergeteilten Photozelle 8 dargestellt, wobei diese Photozelle aus vier voneinander getrennten Sektoren 15, 16, 17 und 18 besteht. Die einander diagonal gegenüberliegenden Sektoren 15, 17 bzw. 16, 18 sind jeweils über die Primärwicklung eines Transformators 19 bzw. 20 miteinander verbunden. In Fig. 2 is the setting of the test specimen 4 in terms of height and side Serving circuit of the four-part photocell 8 shown, this photocell consists of four separate sectors 15, 16, 17 and 18. The one another diagonally opposite sectors 15, 17 and 16, 18 are each across the primary winding a transformer 19 and 20 are connected to one another.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung des Photoelements zur Justierung astigmatischer Brillengläser nach Höhe, Seite und Azimut sind die nebeneinanderliegenden Sektoren 15, 16 bzw. 17, 18 jeweils über die Primärwicklung eines Transformators 23 bzw. 24 miteinander verbunden. Die Sekundärwicklungen dieser Transformatoren sind in Reihe geschaltet. In the circuit of the photo element shown in FIG. 3 for adjustment astigmatic glasses according to height, side and azimuth are the adjacent ones Sectors 15, 16 and 17, 18 each via the primary winding of a transformer 23 and 24 connected to each other. The secondary windings of these transformers are connected in series.

Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung des Photoelements, die sowohl die Spannung zur Zentrierung des Brillenglases 4 nach Höhe, Seite und Azimut als auch die Meßspannung zur Verschiebung der Linse 2 liefert, stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der in den Fig. 7 und 3 dargestellten Schaltungen dar. Die Widerstände 41, 42, 43 und 44 dienen zur Abstimmung der Sektoren 15, 16, 17 und 18 der Zelle 8, falls diese nicht dieselbe Empfindlichkeit aufweisen. The circuit of the photo element shown in Fig. 4, which both the voltage for centering the spectacle lens 4 according to height, side and azimuth as also supplies the measuring voltage for the displacement of the lens 2, essentially represents a summary of the circuits shown in FIGS. 7 and 3. The Resistors 41, 42, 43 and 44 are used to tune sectors 15, 16, 17 and 18 of the cell 8, if these do not have the same sensitivity.

Wenn die Justierung und Scheitelbrechwertmessung des Brillenglases 4 mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung gleichzeitig erfolgen soll, muß die Frequenz der Impulslichtquelle 1, 5, 6, 7 und die Frequenz der Wechsellichtblende 33 verschieden gewählt werden. Die zur Zentrierung dienenden Nachsteuermotore 13 a, 13 b und 13 c sind daher so ausgelegt, daß sie nur auf die Frequenz der Impulslichtquelle ansprechen, während der zur Verschiebung der Linse 2 dienende Motor 10 lediglich auf die Frequenz der Wechsellichtblende 33 anspricht. When the adjustment and lens measurement of the lens 4 with the measuring device according to the invention take place at the same time should, the frequency of the pulsed light source 1, 5, 6, 7 and the frequency of the interchangeable light diaphragm 33 different can be selected. The adjustment motors used for centering 13 a, 13 b and 13 c are therefore designed so that they only apply to the frequency of the pulsed light source respond, while the motor 10 serving to shift the lens 2 only responds to the frequency of the interchangeable lens hood 33.

Wird die Frequenz der Impulslichtquelle beispielsweise zu 200 Hz gewählt, während die Frequenz der Wechsellichtblende 50 Hz beträgt, so erzeugt die Photozelle Zentrierspannungen mit einer Frequenz von 200 Hz und eine Meßspannung mit einer Frequenz von 50 Hz. Diese Frequenzen werden in einem Siebglied 30 getrennt und den Verstärkern 12 a, 12b, 12c und 9 zugeführt. For example, if the frequency of the pulsed light source becomes 200 Hz selected while the frequency of the interchangeable lens hood is 50 Hz, the generated Photocell centering voltages with a frequency of 200 Hz and a measuring voltage with a frequency of 50 Hz. These frequencies are separated in a filter element 30 and the amplifiers 12 a, 12 b, 12 c and 9 supplied.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung zur gleichzeitigen Justierung und Messung geht aus der Zeichnung klar hervor. Ist das zu prüfende und zunächst als sphärisch angenommene Brillenglas 4 nicht zentriert, so fallen auf die Zelle 8 zwei runde Lichtflecke 21 und 21' (Fig. 2). Sowohl über den Transformator 19 als auch über den Transformator 20 kann dann eine Spannung einer Frequenz von 200 Hz abgenommen werden. Diese Spannungen werden direkt den entsprechenden Verstärkern 12 a und 12 b und von da den Nachlaufmotoren 13 a und 13 b zugeführt, die den Prüfling 4 nach Höhe und Seite so lange verschieben, bis die beiden Lichtflecke 21 und 21' auf der senkrechten Teilungslinie der Zelle 8 liegen, solange die Linse 2 noch nicht die Meßstellung eingenommen hat. The mode of operation of the measuring device according to the invention for the simultaneous Adjustment and measurement are clear from the drawing. Is that to be tested and The spectacle lens 4, which is initially assumed to be spherical, is not centered, so it is noticeable the cell 8 has two round light spots 21 and 21 '(Fig. 2). Both over the transformer 19 as well as via the transformer 20 can then have a voltage of a frequency of 200 Hz can be picked up. These voltages are fed directly to the appropriate amplifiers 12 a and 12 b and from there the trailing motors 13 a and 13 b supplied to the test object 4 move vertically and sideways until the two light spots 21 and 21 ' lie on the vertical dividing line of the cell 8, as long as the lens 2 is not yet has taken the measuring position.

Ist das zu prüfende Brillenglas 4 astigmatisch, so entstehen zwei längliche Lichtflecke 27 und 27' (Fig. 3), deren Hauptachsen irgend einen Winkel mit der senkrechten Trennungslinie der Zelle 8 bilden. If the spectacle lens 4 to be tested is astigmatic, two are produced elongated light spots 27 and 27 '(Fig. 3), the main axes of which are at any angle with the vertical dividing line of cell 8.

Gleichzeitig entsteht über die Klemmen 34 und 35 eine Meßspannung mit einer Frequenz von 50Hz.At the same time, a measuring voltage is generated across terminals 34 and 35 with a frequency of 50Hz.

Diese Meßspannung wird dadurch verursacht, daß die beiden Lichtflecke 27 und 27'wechselweise unterbrochen werden, so daß also über die Transformatorein 23 und 24 eine Meßspannung von 50 Hz abgenommen werden kann.This measurement voltage is caused by the fact that the two light spots 27 and 27 'are alternately interrupted, so that over the transformer 23 and 24 a measuring voltage of 50 Hz can be taken.

Diese Meßspannung wird über das Siebglied 30 dem Wechselstromverstärker 9 und von dort dem Nachsteuerungsmotor 10 zugeführt, welcher über das Getriebe 11 die Linse 2 bis zum Abgleich verschiebt. This measurement voltage is fed to the AC amplifier via the filter element 30 9 and fed from there to the adjustment motor 10, which via the transmission 11 the lens 2 moves until the alignment.

Der Abgleich ist dann erreicht, wenn die beiden Lichtflecke 21 und 21' bzw. 27 und 27' in einen gemeinsamen Lichtfleck 22 bzw. 25 zusammenfallen.The adjustment is achieved when the two light spots 21 and 21 'or 27 and 27' coincide in a common light spot 22 and 25, respectively.

Der Lichtfleck 25, welcher bei einem astigmatischen Brillenglas 4 jedoch noch schräg zu den Teilungslinien der Zelle 8 liegt, verursacht weiterhin eine Zentrierspannung von 200 Hz, die von den Klemmen 34, 35 über das Siebglied 30 dem Verstärker 12 c und von dort dem das Brillenglas 4 drehenden Nachsteuermotorl3c zugeführt wird. Dieser Motor dreht das Brillenglas so lange, bis der Lichtfleck 25 die mit 26 bezeichnete horizontale Lage einnimmt. Ist diese Lage erreicht, so ist das Brillenglas 4 sowohl hinsichtlich Seite, Höhe und Azimut zentriert als auch sein Scheitelbrechwert durch die neue Stellung der Linse 2 festgelegt. Dieser Scheitelbrechwert gilt bei einem astigmatischen Prüfling nur bezüglich seiner Hauptachse. The light spot 25, which in the case of an astigmatic spectacle lens 4 but still inclined to the dividing lines of cell 8 continues to cause a centering voltage of 200 Hz applied from the terminals 34, 35 across the sieve member 30 to the amplifier 12 c and from there to the adjusting motor 13 c rotating the spectacle lens 4 is fed. This motor rotates the lens until the light spot 25 assumes the horizontal position designated by 26. If this position is reached, so the spectacle lens 4 is centered in terms of side, height and azimuth as well its vertex power is determined by the new position of lens 2. This vertex power applies to an astigmatic test item only with regard to its main axis.

Die Zentrierung kann auch in der Weise vorgenommen werden, daß die Wechsellichtblende 33 zunächst aus dem Strahlengang ausgeklappt wird, so daß nach erfolgter Zentrierung in der Mitte des Photoelements 8 ein einziger Lichtfleck 22 bzw. 26 entsteht. Danach wird die Wechsellichtblende 33 wieder in den Strahlengang eingeschwenkt und nunmehr die Messung durch Verschieben der Linse 2 bewerkstelligt. The centering can also be done in such a way that the Interchangeable lens hood 33 first is unfolded from the beam path, so that after After centering has taken place in the middle of the photo element 8, a single light spot 22 or 26 arises. The interchangeable light diaphragm 33 is then back into the beam path swiveled in and the measurement is now carried out by moving the lens 2.

In der in Fig. 5 dargestellten erfindungsgemäßen Meßeinrichtung in abgewandelter Ausführung ist im Strahlengang zwischen dem Prüfling 40 und der Wechsellichtblende 33 eine teildurchlässige Platte 42 schräg angeordnet. Diese Platte zweigt einen Teil des Lichtes ab und vereinigt diesen mittels einer Linse 43 in einer Bildebene 45. In dieser Bildebene ist ein viergeteiltes photoelektrisches Element 44 angeordnet, dessen Schaltung der in Fig. 4 dargestellten entspricht. In the measuring device according to the invention shown in FIG. 5 in A modified version is in the beam path between the test object 40 and the interchangeable lens hood 33 a partially permeable plate 42 arranged at an angle. This plate branches off Part of the light and combines it by means of a lens 43 in an image plane 45. A four-part photoelectric element 44 is arranged in this image plane, the circuit of which corresponds to that shown in FIG.

Das photoelektrische Element 44 bewirkt über Verstärker 12a und 12 b mit nachgeordneten, in Fig. 5 nicht dargestellten Elektromotoren 13 a und 13 b eine Zentrierung des Prüflings 40 nach Höhe und Seite.The photoelectric element 44 operates through amplifiers 12a and 12 b with downstream electric motors 13 a and 13 b, not shown in FIG. 5 a centering of the test specimen 40 according to height and side.

Als Lichtquelle ist eine mit Wechselspannung betriebene Gasentladungslampe 41 verwendet, die unmittelbar Impulslicht mit einer Frequenz von beispielsweise 100 Hz liefert. In Lichtrichtung gesehen, ist hinter der Wechsellichtblende 33 eine ungeteilte Photozelle 37 mit vorgeschaltetem, stark ansteigendem Graukeil 32 angeordnet. Der Graukeil 32 beeinflußt die beiden von der Wechsellichtblende 33 ausgeblendeten und wechselweise unterbrochenen Lichtbündel entsprechend ihrer Lage anteilmäßig verschieden stark. Dadurch entsteht, wenn durch das Einbringen des Prüflings 40 die Bildebene verschoben wird, in der Photozelle 37 eine Wechselspannung.A gas discharge lamp operated with alternating voltage is used as the light source 41 used, which directly pulsed light with a frequency of, for example 100 Hz supplies. Seen in the direction of light, behind the interchangeable lens hood 33 is a undivided photocell 37 with upstream, strongly rising gray wedge 32 arranged. The gray wedge 32 influences the two masked out by the interchangeable light diaphragm 33 and alternately interrupted light beams proportionally according to their position different strengths. This occurs when the introduction of the test object 40 the image plane is shifted, in the photocell 37 an alternating voltage.

Diese Wechselspannung wird einem Verstärker 9 zugeführt und dient zum Betrieb des Meßmotors 10 zwecks Verschieben der Linse 2 bis zum Abgleich.This alternating voltage is fed to an amplifier 9 and is used to operate the measuring motor 10 for the purpose of moving the lens 2 until the adjustment.

An Stelle der Photozelle 37 mit vorgeschaltetem Graukeil 32 kann auch eine zweigeteilte Photozelle Verwendung finden, deren beide Hälften über die Primärwicklung eines Transformators miteinander verbunden sind. Die Anordnung dieser Photozelle ist so zu treffen, daß ihre Trennungslinie durch die optische Achse geht und senkrecht zur Verbindungslinie der Mitten der beiden durch die Wechsellichtblende 33 ausgeblendeten Lichtbündel steht. Soll mit einer solchen Meßeinrichtung ein astigmatisches Brillenglas 40 ausgemessen werden, so ist es notwendig, die Anordnung der zweigeteilten Photozelle und des viergeteilten Photoelements 44 so zu treffen, daß nach erfolgter Justierung des Brillenglases 40 die Hauptachse dieses Glases parallel zur Trennungslinie der zweigeteilten Photozelle steht. Instead of the photocell 37 with an upstream gray wedge 32 can a two-part photocell can also be used, both halves of which have the Primary winding of a transformer are connected to each other. The arrangement of this The photocell is to be hit in such a way that its dividing line goes through the optical axis and perpendicular to the line connecting the centers of the two through the interchangeable lens hood 33 blanked light beam. Should with such a measuring device an astigmatic Spectacle lens 40 are measured, so it is necessary to arrange the two-part Photo cell and the four-part photo element 44 to take so that after Adjustment of the spectacle lens 40 the main axis of this lens parallel to the dividing line the two-part photocell stands.

Man kann eine solche gegenseitige Justierung von Meßelement 37, 32 bzw. zweigeteilten Photozelle und viergeteilter Zelle 44 dadurch vermeiden, daß man einen Motor 38 vorsieht, welcher über ein Getriebe 39 den Prüfling 40 kontinuierlich langsam durchdreht. Such a mutual adjustment of measuring element 37, 32 or two-part photocell and four-part cell 44 avoid that a motor 38 is provided which continuously controls the test object 40 via a gear 39 slowly going crazy.

Mit einer solchen Meßeinrichtung ist es möglich, astigmatische Gläser auszumessen, ohne daß eine Justierung bezüglich ihres Azimuts erforderlich ist.With such a measuring device it is possible to use astigmatic glasses be measured without an adjustment with respect to their azimuth is required.

In diesem Fall wird also lediglich eine Justierung des Prüflings 40 bezüglich Höhe und Seite vorgenommen.In this case, therefore, only an adjustment of the test object 40 is required made regarding height and side.

Die Drehgeschwindigkeit des Motors 38 ist so gewählt, daß eine volle Umdrehung des Glases 40 beispielsweise in 5 Sekunden bewerkstelligt wird. Während einer Umdrehung des astigmatischen Glases 40 kommt jede seiner Achsen einmal zur Deckung mit der Verbindungslinie der Mitten der beiden durch die Wechsellichtblende 33 ausgeblendeten Lichtbündel.The speed of rotation of the motor 38 is chosen so that a full Rotation of the glass 40 is accomplished, for example, in 5 seconds. While one revolution of the astigmatic glass 40 comes to each of its axes once Coincidence with the line connecting the centers of the two through the interchangeable lens hood 33 blanked light beam.

Sobald dies der Fall ist, stellt sich die Meßeinrichtung auf die dieser Achse entsprechende Brennlinie des Glases ein, d. h., die Linse 2 nimmt während einer Umdrehung des Glases 40 zwei Abgleichstellungen ein, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sich hier die Bewegungsrichtung der Linse umkehrt. Diese beiden Lagen entsprechen den Scheitelbrechwerten des Brillenglases 4. Es ist möglich, mit der Linse 2 eine Vorrichtung zu koppeln, welche bei Erreichen einer Abgleichslage automatisch die zugehörige Achse auf dem Glas 4 markiert.As soon as this is the case, the measuring device adjusts itself to this Axis corresponding focal line of the glass, d. i.e., the lens 2 takes during one revolution of the glass 40 two adjustment positions, which are characterized are that here the direction of movement of the lens is reversed. These two locations correspond to the vertex power of the spectacle lens 4. It is possible with the Lens 2 to couple a device, which automatically when a calibration position is reached the associated axis is marked on the glass 4.

Um bei der in Fig. 5 dargestellten Meßeinrichtung zu vermeiden, daß die Empfindlichkeit des Meßelementes 37, 32 an verschiedenen Stellen des Graukeils 32 verschieden groß ist, ist es vorteilhaft, den Graukeil 32 beispielsweise mit einer in exponentieller Form geschliffenen Oberfläche auszubilden. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Differenz der Lichtströme zweier um einen bestimmten Betrag auseinanderliegender Lichtbündel an jeder Stelle des Graukeils gleich groß ist. In order to avoid in the measuring device shown in Fig. 5 that the sensitivity of the measuring element 37, 32 at different points on the gray wedge 32 is different in size, it is advantageous to use the gray wedge 32, for example to form a surface ground in an exponential shape. By this measure it is achieved that the difference between the luminous fluxes of two by a certain amount apart light bundle is the same size at every point of the gray wedge.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Measuring device to determine the best location Combination of rays of the light passing through an optical element to be tested, containing an optical device operating with a pulsed light source a photoelectric arrangement arranged in its image plane, which over from this arrangement, tensioned tracking controls automatically both the Centering of the element to be checked as well as changing its image distance in Depending on the optical properties of the element to be tested, characterized in that in the parallel beam path through the element to be tested (4) an interchangeable lens hood (33) is arranged, which two partial beams fades out and alternately interrupts, and that of the mutual situation the points of incidence of the two partial beams on the one arranged in the image plane (36) photoelectric measuring element (8) dependent output voltage for shifting a the focusing of the optical device on the photoelectric sensing element (8) effect, through their location, the size to be measured of the optical to be tested Element (4) fixing lens (2) is used.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that a A measuring element consisting of a two-part photoelectric element is provided whose dividing line goes through the optical axis and perpendicular to the connecting line the middle of the two through the Interchangeable lens hood (33) masked light beam stands.

3. Measuring device according to claim 1, characterized in that the The measuring element consists of a photocell (37) with an upstream gray wedge (32).

4. Measuring device according to claim 1, characterized in that in the image plane of the optical device and with the one for centering the test object (4) used readjustment device (13) as well as with that for balancing the measuring device adjusting device (10) serving by moving the optical element (2) connected four-divided photoelectric element (8) is arranged.

5. Measuring device according to claim 1 and 4, characterized in that that the frequency of the pulsed light source (1, 5, 6, 7) and the frequency of the interchangeable light diaphragm (33) are chosen differently, and that the adjusting device used for centering (13) on the frequency of the pulsed light source and the readjustment device used for the measurement (10) is matched to the frequency of the interchangeable lens hood.

6. Measuring device according to claim 1 and 4, characterized in that that two adjacent sectors (15, 16 or 17, 18) of the four-part photoelectric element (8) each via a transformer winding (23, 24) with one another are connected and that the secondary windings of these transformers are parallel or connected in series and via a filter element (30) and an amplifier (12c resp. 9) with a readjustment device used to adjust an astigmatic test object (13) and a readjustment device (10) effecting the measurement are connected.

7. Measuring device according to claim 1 and 3, characterized in that that in the beam path of the optical device between the test object (40) and the Interchangeable lens hood (33) a part of the light branching off and by means of a Lens (43) arranged in a partially transparent plate (42) which unites an image plane (45) is and that in this image plane (45) a four-part serving for centering photoconductive element (44) is provided, while the measuring element (37, 32) in the other image plane (36) lies.

8. Measuring device according to claim 1, characterized in that the Interchangeable lens hood (33) arranged in the beam path can be folded out for the purpose of adjustment is.

References considered: U.S. Patent No. 2792748.