DE2326254A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die inspektion ophthalmischer linsen, die eine oberflaechenbehandlung erfahren haben - Google Patents
Verfahren und vorrichtung fuer die inspektion ophthalmischer linsen, die eine oberflaechenbehandlung erfahren habenInfo
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Description
PATENTANWALT D-1 BERLIN 33 10.5.1973
MANFREDMIEHE falkenuied 4
Telefon: (0Ϊ11) 76 09 50
< 8 3119 50 > Diplom-Chemiker - Telegramme: PATOCHEM BERLIN
AO-2563 US/02/2084
AMERICAN OPTICAL CORPORAT I O. N
Southbridge,. Massachusetts 01550, USA
Verfahren und Vorrichtung für die Inspektion ophthalmischer Linsen, die eine Oberflächenbehandlung
erfahren haben.
Ophthalmische Glaslinsen, die einer Behandlung in
Form eines Ionenaustauschverfahrens unterworfen worden sind, weisen erhöhte Schlagfestigkeit und
Dauerhaftigkeit auf. Es ist erforderlich, daß diese Linsen einer Inspektion unterworfen v/erden, um so
sicherzustellen, daß das angestrebte Eindringen des Ionenaustauschverfahrens eingetreten ist, bevor
diese Linsen in den Verkauf kommen. Dies kann nun dadurch bewerkstelligt werden, daß in die gehärtete
äußere Schicht Lichtwellen mit praktisch streifender Brechung eingeführt werden. Da die gehärtete äußere
Schicht unter Druckspannung steht, ist der sich ergebende Brechungsindex allgemein größer als derjenige
des Inneren der Linse. Diese Lichtwellen, die bei praktisch streifender Brechung eingeführt werden,
sind auf die. unter Druckspannung stehende Schicht begrenzt und werden längs der Oberfläche
in Form einer Oberflächenwelle geführt. Diese Energie in Form der Oberflächenwelle kann aus der Oberst
flächenschicht herausgebrochen werden unter Ausbilden eines positiven Ausgangssignals. Wenn die gehärtete
Schicht nicht vorliegt, werden diese Strahlen nicht längs der Oberfläche der Linse geführt,
sondern dieselben werden vielmehr in das Innere der Linse eindringen und nicht zu einem Ausgangssignal
führen.
Die Erfindung betrifft die Inspektion von ophthalmischen
Linsen, die eine Oberflächenbehandlung erfahren haben und insbesondere ein neuartiges verbessertes Verfahren und
Vorrichtung für die Inspektion von ophthalmischen Glaslinsen, die eine Oberflächenbehandlung erfahren haben.
Die Erfindung betrifft speziell derartige ophthalmische
Glaslinsen, die einem chemischen Härtungsprozeß in Form eines Ionenaustausches unterworfen worden sind.
Kürzlich erlassene Vorschriften einer einschlägigen amerikanischen
überwachungsbehörde (Food andDrug Administration)
machen es erforderlich, daß alle in den USA zur Verteilung kommenden ophthalmischen Linsen bestimmten Schlagfestigkeitstest
entsprechen. Der wesentliche Zweck dieser einschlägigen Bestimmungen besteht darin, die Schlägfestigkeit
von ophthalmischen Glaslinsen erheblich zu verbessern, um so eine Verletzung der Augen des Benutzers zu vermeiden.
Um den einschlägigen Vorschriften zu entsprechen und doch
nicht ophthalmische Linsen mit einer sich verbietenden Dicke herstellen zu müssen, ist es erforderlich geworden,
die ophthalmischen Linsen so zu behandeln, daß sich eine Verbesserung der Schlagfestigkeit derselben ergibt.
Ein Zerbrechen von Glas geht stets von einer Oberfläche aus, die unter Zugspannung steht, und im allgemeinen wird
das für ein Versagen erforderliche Maß an Zugspannung durch das Vorliegen von Oberflächenfehlern bestimmt. Somit
wird die mechanische Festigkeit eines Glasstückes durch die mechanische Festigkeit seiner Oberfläche bestimmt.
Aus diesem Grund läßt sich die mechanische Festigkeit von getempertem Glas ausdrücken in Form einer kritischen oder
grundlegenden Zugfestigkeit, die von dem Ausmaß der Oberflächenfehler abhängt. Bei Glas mit verbesserter mechanischer
Festigkeit muß man jedoch die im Inneren vorliegenden Spannungen zusätzlich zu der grundlegenden mechanischen
Festigkeit der Oberfläche berücksichtigen»
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Thermisch getempertes Glas wird hergestellt durch schnelles Abkühlen des Glases, das auf etwa den Erweichungspunkt erhitzt
worden ist. In dieser Weise behandeltes Glas ist gekennzeichnet durch das Vorliegen· einer Druckspannung in
der Oberfläche, während das Innere des Glases unter Zugspannung liegt. Der höchste Wert der Druckspannung tritt an der Oberfläche des Glases auf, wo dieselbe eine wesentliche
Rolle spielt im Bestimmen der mechanischen Festigkeit des Glasgegenstandes. Die gesamte mechanische Festigkeit läßt sich ausdrucken als die Summe der grundlegenden mechanischen Festigkeit plus der an der Oberfläche vorliegenden
Druckspannung bedingt durch das Temperungsverfahren.
der Oberfläche, während das Innere des Glases unter Zugspannung liegt. Der höchste Wert der Druckspannung tritt an der Oberfläche des Glases auf, wo dieselbe eine wesentliche
Rolle spielt im Bestimmen der mechanischen Festigkeit des Glasgegenstandes. Die gesamte mechanische Festigkeit läßt sich ausdrucken als die Summe der grundlegenden mechanischen Festigkeit plus der an der Oberfläche vorliegenden
Druckspannung bedingt durch das Temperungsverfahren.
Ein zweites wichtiges Verfahren zum Ausbilden einer unter Druckspannung stehenden Oberfläche bei Glasgegenständen
ist ein Verfahren, das allgemein unter dem Begriff des
lonenaustausches bekannt ist. Einfach ausgedrückt bedingt ein Ionenaustausch-Verfahren den Austausch eines größeren einwertigen Alkalimetallions gegen ein kleineres einwertiges Alkalimetallion in der Oberflächenschicht eines Glasgegenstandes. Dieser Austausch größerer Ionen gegen kleinere Ionen führt dazu, daß die Oberflächenschicht des
Glasgegenstandes eine dxchtere Packung als das Innere
desselben erhält, und dies unterstützt die Ausbildung einer unter hoher Druckspannung stehenden Schicht auf der Oberfläche, während das innere Teil des Glasgegenstandes unter Zugspannung steht. Ein weiterer Faktor, der gleichzeitig
zu der Ausbildung des Zustandes einer Druckspannung beiträgt, ist die Änderung des Ausdehnungskoeffizienten, die durch die veränderte Zusammensetzung der Oberflächenschicht bedingt wird.
ist ein Verfahren, das allgemein unter dem Begriff des
lonenaustausches bekannt ist. Einfach ausgedrückt bedingt ein Ionenaustausch-Verfahren den Austausch eines größeren einwertigen Alkalimetallions gegen ein kleineres einwertiges Alkalimetallion in der Oberflächenschicht eines Glasgegenstandes. Dieser Austausch größerer Ionen gegen kleinere Ionen führt dazu, daß die Oberflächenschicht des
Glasgegenstandes eine dxchtere Packung als das Innere
desselben erhält, und dies unterstützt die Ausbildung einer unter hoher Druckspannung stehenden Schicht auf der Oberfläche, während das innere Teil des Glasgegenstandes unter Zugspannung steht. Ein weiterer Faktor, der gleichzeitig
zu der Ausbildung des Zustandes einer Druckspannung beiträgt, ist die Änderung des Ausdehnungskoeffizienten, die durch die veränderte Zusammensetzung der Oberflächenschicht bedingt wird.
Keines der oben angegebenen Verfahren führt zu einer Veränderung des Aussehens der Linse in einem derartigen Ausmaß,
daß man das Vorliegen oder NichtVorhandensein der
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behandelten Oberfläche visuell feststellen kann, selbst wenn es sich um einen einschlägigen Fachmann handelt. Deshalb
ist ein Verfahren erforderlich, vermittels dessen positiv festgestellt werden kann, daß die Linsen eine Behandlung
erfahren haben. In dem Fall der wärmegetemperten Linsen stellt dies kein Problem dar. In kennzeichnender
Weise wird Glas, sobald dasselbe unter entsprechender Spannung steht, etwas doppelbrechend. Bei der thermisch
getemperten Linse tritt ein charakteristisches Muster von Interferenz-Farbsäumen auf, sobald die behandelte
Linse zwischen gekreuzte Polarisatoren gehalten wird, da
der Absolutwert der Spannungen, wie er verteilt vorliegt als eine unter Druckspannung liegende Schicht auf der
Oberfläche und einem unter Zugspannung stehenden Inneren, erheblich durch den größten Teil des Linsenkörpers vorhanden
ist. Wenn man versucht, das gleiche Verfahren auf Linsen anzuwenden, die vermittels des Ionenaustausch-Verfahrens
gehärtet worden sind, treten ähnliche Ergebnisse nicht auf. Dies erklärt sich aufgrund der Tatsache, daß
die unter Druckspannung stehende Oberflächenschicht in dem chemisch behandelten Glas extrem dünn ist im Vergleich
zu der unter Spannung stehenden Oberflächenschicht bei einer thermisch getemperten Linse, und somit ist die Dicke
des Glases wo der Zustand einer hohen Spannung vorliegt wesentlich kleiner als dies der Fall bei einer thermisch
getemperten Linse ist. Das Verfahren unter Anwenden gekreuzter Polarisatoren, das zwar theoretisch anwendbar ist,
dient somit nicht als eine praktische Möglichkeit chemisch getemperte Linsen zu überprüfen.
Eine Oberflächenschicht mit einem Brechungsindex, der größer als der Brechungsindex des darunterliegenden Substrates ist,
kann bei ophthalmisehen Linsen auch durch andere Verfahren
sowie das oben angegebene Ionenaustausch-Verfahren ausgebildet werden. Es ist in gleicher Weise erforderlich, daß eine
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Möglichkeit gegeben ist, vermittels derer das Vorliegen aller derartiger Oberflächenschichten mit höherem Brechungsindex
festgestellt werden kann. Der Ausdruck "Oberfläche behandelt" wird somit dergestalt angewandt, daß
alle derartigen Oberflächenschichten eingeschlossen sind, und dies unabhängig von dem genauen Verfahren, vermittels
dessen die Oberflächenschichten ausgebildet werden. Der verwandte Ausdruck "Oberflächenbehandlung" soll sich beziehen
auf das Verfahren, vermittels dessen die oberflächenbehandelten Schichten ausgebildet werden.
Viele ophtha!mische Linsen werden nun beispielsweise aus
Kunststoffen gefertigt. Es ist gelegentlich erforderlich, diese Linsen mit einer dünnen Materialschicht zu überziehen,
die oftmals einen höheren Brechungsindex als das Innere der Linse aufweist. Auch hier erweist sich der
Test unter Anwenden gekreuzter Polarisatoren als nicht praktikabel, da in kennzeichnender Weise das Innere der
Kunststofflinse etwas doppelbrecHend ist und sich die
Neigung ergibt, das Muster des Interferenz-Farbsaums zu kontrollieren, der sich ergibt wenn die Kunststofflinse
zwischen die gekreuzten Polarisatoren gebracht wird.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit
darin, ein Verfahren und Vorrichtung für das positive Feststellen zu schaffen, ob eine ophthalmische Linse einer
Oberflächenbehandlung unterworfen worden ist.
Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und Vorrichtung zu schaffen,
die insbesondere für die Inspektion ophtha!mischer Linsen
geeignet sind, die zuvor einem lonenaustausch-Verfahren zur Oberflächenbehandlung unterworfen worden sind.
Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein derartiges Verfahren und Vorrichtung zu
schaffen, die zu der Inspektion von Kunststofflinsen an-
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gewandt werden können, die zuvor einer Oberflächenbehandlung unterworfen worden sind.
Eine weitere der ERfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein derartiges Verfahren und Vorrichtung zu
schaffen, die in der Durchführung bzw. in ihrer Bauart einfach sind.
Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein derartiges Verfahren und Vorrichtung zu
schaffen, die es ermöglichen, einen einfachen "Ja-Nein-Ja"-Test bezüglich des Vorliegens einer oberflächenbehandelten
Schicht auf einer ophthalmisehen Linse durchzuführen.
Kurz umrissen werden erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Inspektion ophthalmischer Linsen geschaffen
ob eine äußere oberflächenbehandelte Schicht auf einer verwickelt gekrümmten, brechenden Oberfläche der ophthalmischen
Linse vorliegt. Die äußere oberflächenbehandelte Schicht weist einen höheren Brechungsindex als das Innere
der ophthalmisehen Linse auf. Ein Senderteil, das aus einem
optischen Material mit einem höheren Brechungsindex als die äußere oberflächenbehandelte Schicht wird in optische Berührung
mit der brechenden Oberfläche gebracht und bildet dazwischen eine erste Grenzfläche. Es wird ein Lichtstrahl
auf ein Eingangsfenster an dem Senderteil gerichtet. Die Richtung dieses Lichtstrahls wird sowohl im Inneren als
auch außerhalb des Senderteils so eingestellt, daß die Lichtstrahlen sich der ersten Grenzfläche mit einem geringfügig
kleinerem Winkel als dem kritischen Winkel der totalen Innenreflektion nähern. Dieser Winkel wird durch die
Brechungsindices des optischen Materials und der äußeren oberflächenbehandelten Schicht bestimmt. Die Strahlen v/erden
an der ersten Grenzfläche bei praktisch streifender Brechung gebrochen, und ein Teil des Lichtes pflanzt sich
sodann längs der Oberfläche der ophthalmisehen Linse als
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Oberflächenwellen-Strahlung nur dann fort, wenn die äußere oberflächenbehandelte Schicht vorliegt. Wenn die äußere
oberflächenbehandelte Schicht nicht vorliegt, setzt das gesamte gebrochene Licht seinen Weg in der Linse als Transversalwellen
fort, die nicht an die Oberfläche gebunden sind und von hier aus divergieren können. Ein Empfängerteil,
das wiederum aus einem optischen Material mit einem höheren Brechungsindex als demjenigen der äußeren oberflächenbehandelten
Schicht besteht, wird in optische Berührung mit der brechenden Oberfläche gebracht und bildet dazwischen eine
zweite Grenzfläche. Das Empfängerteil ist so angeordnet,
daß dasselbe mit beliebigen oberflächengeführten Wellen ausgerichtet ist, die sich längs der Oberfläche fortpflanzen.
Sobald die Strahlung das Empfängerteil erreicht, werden die Strahlen durch die zweite Grenzfläche gebrochen und
treten in das Empfängerteil ein. Das Vorliegen dieser Strahlen läßt sich sodann feststellen. Das Vorliegen derselben
zeigt an, daß auf der ophthalmisehen Linse die äußere
oberflächenbehandelte Schicht vorliegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schräge perspektivische Darstellung eines Oberflächenwellen-Wandlers,
der erfindungsgemäß geeignet ist.
Fig. 2 einen teilweise schematischen Seitenaufriß des Oberflächenwellen-Wandlers
nach Fig. 1 und zeigt einige erfindungsgemäße Verfahrensprinzipien.
Fig. 3 ein schematisches Diagramm, das zur Erläuterung weiterer erfindungsgemäßer verfahrensmäßiger Merkmale dient.
Fig. 4 ein Diagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dient der Erläuterung der erfindungsgemäß in Anwendung
kommenden Arbeitskonfiguration.
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Fig. 5 eine Darstellung eines Ausgangsmusters, das auf einem geschliffenen Glasschirm bei einer typischen chemisch
gehärteten ophthalmischen Linse gebildet wird.
Fig. 6 eine geneigte perspektivische Darstellung einer zweiten Form des erfindungsgemäßen Oberflächenwellen-Wandlers.
unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist dort eine bevorzugte
Ausführungsform eines Oberflächenwellen-Wandlers 10 gezeigt, wie er als wesentliches erfindungsgemäßes Bauelement in
Anwendung kommt. Der Oberflächenwellen-Wandler 10 weist •drei Hauptelemente auf, und zwar ein Senderteil 12, ein
Empfängerteil 14 und ein zwxschengeordnetes, lichtabsorbierendes Ablenkteil 16. Ein poliertes Eingangsfenster 18
ist an dem Senderteil 12 ausgebildet und in gleicher Weise ist ein poliertes Ausgangsfenster 20 an dem Empfängerteil
14 angeordnet. Die Bodenfläche 22 des Senderteils 12 und die Bodenfläche 24 des Empfängerteils 14 sind an einer
gemeinsamen Kugelfläche ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich das lichtabsorbierende Ablenkteil
16 nicht bis zu der gemeinsamen Kugelfläche, die die Flächen 22 und 24 aufweist, so daß ein die Flächen 22 und
24 trennender Kanal 26 verbleibt.
Diese erfindungsgemäße Ausführungsform ist vorgesehen für die Anwendung an konkavgekrümmten Flächen, d.h. regulären
minus-sphärischen und minus-torischen - die beide sphärische und zylindrische Korrektion aufweisen - ophthalmischer
Linsenflachen. Der Krümmungsradius für die gemeinsame Kugelfläche, die die Flächen 22 und 24 aufweist, ist
wenigstens genauso kurz wie der kürzeste örtliche Krümmungsradius an irgendeiner Stelle auf der Oberfläche irgendeiner
der Linsen, die unter Anwenden des Oberflächenwellen-Wandlers untersucht werden sollen.
Der Oberflächenwellen-Wandler 10 nach Fig. 1 wird für das Senden und Empfangen von Oberflächenwellen-Energie ange-
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wandt, indem derselbe, siehe die Fig. 2, in optische Berührung mit einer geegneten Wellenführungs-Anordnung gebracht
wird. In diesem Fall besteht die Wellenführungs-Anordnung aus einef ophthalmischen Linse 28 mit einem chemisch getemperten
Oberflächenteil 30 auf der konkaven Oberfläche derselben. Die "Wellenführungs-Anordnung" kann man sich so
vorstellen, daß dieselbe drei ausgeprägte Bereiche aufweist: (1) Das Substrat· der ophthalmischen Linse 28, das die getemperte Schicht 30 trägt und unmerklich in die Schicht verläuft,
sobald die Wellenführung in einem ansonsten homogenen Material durch die Ionenaustausch-Behandlung der frei liegenden
Oberfläche induziert wird, (2) die chemisch getemperte Schicht 30 als solche, und (3) das Gebiet 31 außerhalb
der Oberfläche, das allgemein durch Luft oder ein anderes Material eingenommen wird, das nicht das Substratmaterial
oder das Schichtmaterial ist. Die Brechungsindices dieser drei Bereiche liegen in allen Flächen mit Ausnahme
dort, wo der Oberflächenwellen-Wandler oder ein Teil desselben angeordnet worden ist, in der folgenden Ordnung:
n30 > n28 >
n31·
Die Sender- und Empfängerteile 12 und 14 des Oberflächenwellen-Wandlers
10 müssen jeweils einen Brechungsindex aufweisen, der über demjenigen der WeIlenführungs-Schicht 30 liegt.
Es wird ein Film aus einer klaren, optisch durchsichtigen Flüssigkeit 32 mit einem Brechungsindex etwa demjenigen der
Sender- und Empfängerteile und größer als dem Brechungsindex
der Wellenführungsschicht 30 zwischen dem Oberfläche.nwellen-Wandler
10 und der Wellenführungsschicht 30 so eingeführt, daß durch die Oberflächenspannung und Kappilarwirkung
ein Ziehen nach oben erfolgt unter. Ausbilden von zwei angenähert halbkreisförmigen Flüssigkeitsringen in inniger
Berührung mit den gemeinsamen Bodenoberflächenteilen des Oberflächenwellen-Wandlers 10 und der Wellenführungsschicht
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-- ίο -
30 um die Stellen herum, wo dieselben einander berühren, siehe die Bezugszeichen 48 und 50. Ein Streifen der Wellenführung
querseitig zu dem Fortpflanzungsweg wird somit unbedeckt gelassen wo der Kanal 26 die Oberfläche der Wellenführungsschicht
30 kreuzt.
Es wird ein divergierendes optisches Strahlenbündel 38 von einer Quelle 34 kleiner Fläche erhalten und auf das Eingangsfenster
18 des Senders mit einem derartigen Winkel gerichtet, daß durch Brechung eine Richtung in den Flüssigkeitsfilm
32 erfolgt, und trifft auf die Grenzfläche von Flüssigkeit-Wellenführungsschicht bei oder benachbart zu
dem kritischen Winkel für eine totale Innenreflektion auf.
Dieser Winkel ist ein Funktion der entsprechenden Brechungsindices
der Wellenführungsschicht und der zwischen den Flächen vorliegenden Flüssigkeit. Vorzugsweise sollte die beleuchtete
Fläche benachbart zu der vorderen Kante 48 des Senderteils 12 vorliegen. Der Doppelkopf-Pfeil 35 gibt die
Einstellbarkeit der Lage der Quelle 34 wieder, die erforderlich ist, so daß das Schneiden des Lichtstrahls 38 mit
der Grenzfläche aus Wellenführung-Flüssigkeit richtig lagemäßig längs der Grenzfläche und mit dem geeigneten Winkel
hierzu angeordnet werden kann.
Sobald der Strahl nun in richtiger Weise eingestellt worden ist, wird ein Teil der darin vorliegenden Energie in die
Wellenführung von dem gebrochenen Strahl überführt und unter dem durch den Kanal 26 vermittels der Wellenführungsschicht
30 abgedeckten Barrierespalt geführt. Der Strahl 42 ist ein Beispiel für einen derartig geleiteten Strahl.
Ein Teil der in das Senderteil 12 eintretenden Energie fällt sofort auf die Grenzfläche 46 zwischen dem Senderteil
12 und dem lichtabsorbierenden Ablenkteil 16 und wird an dieser Stelle absorbiert. Ein derartiger Strahl wird
durch das Bezugszeichen 40 wiedergegeben. Weiterhin wird
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ein Teil der Energie, wie durch den Strahl 44 wiedergegeben, auf die Oberfläche 22 mit einem derartigen Winkel auffallen,
daß ein Teil 44r hiervon an dieser Oberfläche reflektiert und wiederum durch das Ablenkteil 16 absorbiert wird. Ein
zv/eiter Teil dieses Strahls kann auf die brechende Oberfläche überführt werden, leigt jedoch nicht mit einem Winkel
der streifenden Brechung vor und wird somit durch die Wellenführungsschicht 30 in das Substrat 28 überführt und
geht verloren. Lediglich der Teil der Energie, der bei Eintritt in die Wellenführungsschicht 30 sich bei oder benachbart
zu der streifenden Brechung befindet, wird längs der Oberfläche der Wellenführungsschicht 30 weitergeleitet.
Da die Oberfläche längs derer die Oberflächenwellenenergie fortgepflanzt wird, gekrümmt ist, wird ein Teil dieser Energie
zwangsläufig in das Innere des Substrats 28 eintreten und verloren gehen. Trotz dieser Verluste wird jedoch ein
großer Teil der.in Form einer Oberflächenwelle übertragenen
Energie an der vorderen Kante 50 des Empfängerteils 14 ankommen.Da die Schicht der Flüssigkeit 32 mit dem hohen
■A
Brechungsindex vorliegt, wird die Energie dort aus der
Wellenführungsschicht 30 heraus und in das Empfangsteil durch die Oberfläche 24 gebrochen. Die empfangene Energie, siehe den Strahl 52, wird sodann in das umgebende Medium 31 an dem Ausgangsfenster 20 des Empfängers gebrochen.
Die Energie wird durch einen geeigneten Energiedetektor festgestellt. Eine visuelle Anzeige ist bei 54 auf einem Betrachtungsschirm 36 aus geschliffenem Glas angezeigt.
Wellenführungsschicht 30 heraus und in das Empfangsteil durch die Oberfläche 24 gebrochen. Die empfangene Energie, siehe den Strahl 52, wird sodann in das umgebende Medium 31 an dem Ausgangsfenster 20 des Empfängers gebrochen.
Die Energie wird durch einen geeigneten Energiedetektor festgestellt. Eine visuelle Anzeige ist bei 54 auf einem Betrachtungsschirm 36 aus geschliffenem Glas angezeigt.
Man sieht, daß bei dem idealisierten Zustand nach Fig. 2 die Flüssigkeitsfilme, die Krümmung der unteren Oberfläche
des Empfangsteils 14 und die Krümmung der Wellenführungsschicht 30 allesamt dazu beitragen, einen Austritt jeglicher
optischer Energie aus dem Ausgangsfenster 20 des
Empfängers zu verhindern, es sei denn, daß die Energie
Empfängers zu verhindern, es sei denn, daß die Energie
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längs der Oberfläche in Form einer bona fide Oberflächenwelle
geführt worden ist. Wenn eine Wellenführungsschicht 30 an der Oberfläche nicht vorhanden ist, oder wenn die
Dicke und/oder der Brechungsindex der Schicht 30 dergestalt sind, daß eine Oberflächenwelle nicht für die optischen
Wellenlängen in dem Beleuchtungsstrahl 38 ausgebildet werden kann, dann wird keine optische Energie aus dem Empfangsteil
14 austreten, obgleich alle anderen Bedingungen für die Fortpflanzung in Form der Wellenführung ausgebildet
worden sind.
Es ist nunmehr erforderlich, im einzelnen zu erläutern, welches diese für die Fortpflanzung erforderlichen Bedingungen
sind. Unter -Bezugnahme auf die Fig. 3 ist dort eine kugelförmige Grenzfläche 68 zwischen zwei optischen
Medien gezeigt, wobei das obere homogen ist und einen grösseren Brechungsindex als das untere aufweist. Das untere
Medium, das eine konkave obere Oberfläche besitzt, kann eine Wellenführungsschicht in oder auf dieser Oberfläche
besitzen. Es ist zweckmäßig, die optische Energie durch die Grenzfläche 68 von dem oberen Medium in das untere
Medium dergestalt zu brechen, daß die gebrochene Energie praktisch parallel zu der Oberfläche an der Brechungsstelle
ausgesandt wird. Die Geometrie einer Lichtquelle, die in wirksamer Weise hierzu führt, läßt sich anhand der folgenden
Überlegungen aufbauen.
Das Bezugszeichen 56 bezieht sich auf die Hälfte eines Großkreises, der auf' die kugelförmige brechende Grenzfläche
68 paßt. Dieser Großkreis vermag nun die Richtung festzulegen, in der die Energie ausgesandt werden soll,
d.h. die Fortpflanzungsrichtung soll senkrecht zu der Ebene dieses Großkreises sein. Die Einfallsebenen der Strahlen,
im folgenden Strahlen der kritischen Brechung genannt, die tangential zu dem Kreis nach der Brechung vorliegen,
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schneiden alle an der Senkrechten 62 zu der Ebene des Kreises 56 und werden durch den Mittelpunkt des Kreises 58 zurückprojiziert.
Ein Strahl 70, der an dem Fußpunkt 68 des Kreises gebrochen wird, ist hier gezeigt. Derselbe und die
Senkrechte 62 zu dem Großkreis 56 ergeben eine Ebene, die als senkrechte Ebene bezeichnet wird. Der Schnittpunkt von
Strahlen, wie des Strahls 70, wird durch das Bezugszeichen 60 wiedergegeben. Die Entfernung d zwischen dem Schnittpunkt
60 und dem Mittelpunkt 58 wird durch den Radius r des Kreises 56 und die relativen Brechungsindxces der zwei optischen
Medien bestimmt·, und zwar n. für das obere Medium
und η2 für die Oberflächenschichten des unteren Mediums,
nach dem allgemein bekannten Snell"sehen Brechungsgesetz,
η* sin θ= η2 sin 90° (1)
sin θ= —, f-TT^
(2)
(cT + r I
Dies bedeutet
.Im allgemeinen verändern sich die Brechungsindxces η. und
n„ etwas in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ, so daß die
Brechung streuend ist. Wenn jedoch nicht die zwei Medien praktisch den gleichen Brechungsindex besitzen und gleichzeitig
unterschiedliche Streuwerte aufweisen, versteht es sich jedoch, daß die Entfernung d über das optische Spektrum
der Wellenlängen praktisch konstant ist. Eine punktartige Lichtquelle an dem Schnittpunkt 60 sendet optische Energie
wirksam an alle Punkte auf der Grenzfläche, die auf dem Großkreis 56 liegen.
Die Sendepunkte an einem benachbarten Großkreis 56', der den Großkreis 56 an den zwei Polen 64 und 66 schneidet und
hier gegenüber mit einem Winkel α geneigt ist, führt dazu, daß Strahlen mit kritischer Brechung von einer Quelle an
'- 14 -
der Stelle 60' ausgehen. Die Stelle 60' befindet sich ebenfalls
in der oben angegebenen senkrechten Ebene mit einer Entfernung d gegenüber dem Mittelpunkt 58, jedoch längs
einer Linie 62', die gegenüber der Senkrechten 62 um den Winkel α geneigt ist. Man sieht, daß ein Kontinuum von
Großkreisen, das vollständig die kugelförmige Grenzfläche bedeckt eine kontinuierliche Linie von Punktquellen erforderlich
macht, die in der senkrechten Ebene einen kreisförmigen Bogen bilden. Der Kreisbogen sollte einen Radius
d haben und an dem Mittelpunkt der Krümmung 58 der kugelförmigen Grenzfläche 68 zentriert sein und sollte weiterhin
einem Winkel gegenüberliegen, der gleich demjenigen ist, dem die Sendefläche (Brechungsfläche) längs der Senderichtung
gegenüberliegt.
Wenn nun weitere brechende oder reflektierende Oberflächen
oder Elemente zwischen der eigentlichen Quelle und der kugelförmigen brechenden Grenzfläche zwischengeordnet sind,
sollten dieselben so angeordnet und geformt sein, daß die von der Lichtquelle projizierte Abbildung, sei sie reell
oder virtuell, die hier beschriebene kreisbogenförmige Umrißlinie annimmt, um so das wirksamste Senden der optischen
Energie zu erhalten, wie sie anhand der Lichtquelle zur -Verfügung steht.
Die obigen Gleichungen gelten ebenfalls für die oberflächengeführte
Energie, die aus der Wellenführung heraus in einen Empfänger, siehe das Bezugszeichen 14 der Fig. 1, gebrochen
wird. Der gebrochene Strahl ist allgemein astigmatisch und
chromatisch. Eng benachbart zu der Empfängerfläche wird der
Strahl in einem im wesentlichen waagerechten Muster verbreitert, wie es durch das Bezugszeichen 74 in der Fig. 5 angezeigt
ist, undzwar mit einem Querschnitt, der angenähert der Empfängerfläche ist, wie sie auf die Richtung des heraustretenden
Strahls projiziert wird. Strahlen unterschiedli-
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eher Wellenlängen werden mit geringfügig unterschiedlichen
Winkeln auftreten, so daß der Strahl chromatisch in der Ebene der Fig. 2 divergiert, während er in der Richtung
senkrecht zu dieser Ebene konvergiert. Bei der Entfernung d wird der Strahl vollständig in die Ebene kollabiert sein,
so daß er einen linienförmigen Querschnitt längs eines Bogens in der Ebene aufweist.
Wenn die unter Bezugnahme auf die Fig. 3 erläuterte linienförmige Lichtquelle eine seitliche Abmessung besitzt, kann
die Energie längs der Grenzfläche in einem Strahlenfächer gesendet werden. Der durch diese Strahlen gebildete Winkel
wird eine direkte Funktion des seitlichen Winkels sein, wie er durch die Lichtquelle gebildet wird, und zwar gemessen
ausgehend von dem Mittelpunkt 58» Die empfangene Strahlung wird in Richtung auf die senkrechte Ebene des Empfängers
kollabieren unter Ausbilden eines Strahls mit kleinstraöglicher seitlicher Abmessung in direkter Beziehung zu derjenigen
der Lichtquelle. Wenn die Sender- und Empfängerteile identisch__ sind, werden die zwei seitlichen Abmessungen
gleich sein, ansonsten kann entweder eine Vergrößerung oder Verkleinerung erfolgen in Abhängigkeit von den zwischen
denselben vorliegenden Verhältnissen=
Es ist hier zu betonen, daß die obige Erläuterung sich zwar - im wesentlichen mit einem Oberflächenwellen-Wandler befaßt
hat, der integrierend die Sender- und Empfängerteile mit dem zwischengeordneten,lichtabsorbierenden Ablenkteil kombiniert,
der Erfindungsgegenstand ist jedoch in gleicher Weise mit getrennten Sender- und Empfängerteilen anwendbar.
Eine derartige integrierende Bauart der hier beschriebenen Weise bildet lediglich eine zweckmäßige Konfiguration für
die Herstellung und die Anwendung. Als getrennte Bauelemente können die Sender- und Empfängerteile unterschiedliche
Konfigurationen besitzen und aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein, und dieselben können individuell an
der ophthalmischen Linse ^angeordnet werden. Weiterhin kann
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das liclrfcabsorbierende Ablenkteil dann in Fortfall kommen,
wenn die Sender- und Empfängerteile getrennt vorliegen. Eine wesentliche Funktion des Ablenkteils besteht darin,
.die Sender- und Empfängerteile auszurichten, in ein entsprechendes
Abstandsverhältnis und relative Lageanordnung zu bringen. Wenn nicht eine andere das Licht absorbierende
oder blockierende Anordnung zwischen den Sender- und Empfängerteilen angeordnet wird, wird eine geringfügige
Leistungsverschlechterung auftreten, da ein Teil der Streustrahlung, die normalerweise absorbiert wird, sich mit dem
empfangenen Signal vermischen und dasselbe nicht so ausgeprägt erscheinen lassen wird.
Bisher ist lediglich das Vorliegen einer Oberflächenschicht mit hohem Brechungsindex, die durch ein Ionenaustausch-Verfahren
auf der Oberfläche der ophthalmischen Linse erzeugt
worden ist, der Erläuterung unterzogen worden. Es ist jedoch wiederum darauf hinzuweisen, daß die hier erläuterte
Vorrichtung in gleicher Weise gut arbeitet bei Anwenden irgendeiner geagneten Wellenführungs-Anordnung auf einer
Linsenoberfläche.
Wenn die hier beschriebene Vorrichtung auch theoretisch in gleich guter Weise auf einer Linse arbeitet, die eine thermische
Temperung erfahren hat, zeigen doch vorläufige Ergebnisse, daß die Leistungsfähigkeit wesentlich besser bei
chemisch getemperten Linsen ist. Wenn also auch thermisch getemperte Linsen im Rahmen der Erfindung liegen, besteht
doch die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform in der Anwendung auf chemisch getemperte Linsen.
Es ist zu beachten, daß das Senden und Empfangen der oberflächengeführten
optischen Wellen zwecks Untersuchen bestimmter Charakteristika einer Oberflächen-Wellenführung,
Leiten einer optischen Strahlung oder Übertragung optischer Abbildungen oder Fernmeldeinformationen bei opti-
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- - 17 -
sehen Frequenzen, sich zwischenzeitlich als technologisches
Sondergebiet und Wissenschaft entwickelt hat. Vorrichtungen für derartige Zwecke sind im wesentlichen ausgelegt
worden für ein Arbeiten auf flachen Wellenführungen,
oder dieselben sind entwickelt worden für flache Sende- und Empfangsflachen auf einer Wellenführung, die
ansosnsten gekrümmt zwischen den Sende- und Empfangsflächen
vorliegen kann. Eine ins einzelne gehende Erläuterung von oberflächengeführten Wellen findet sich in der US-PS
3 489 481.
Der vorliegende Erfindungsgegenstand betrifft auch ein neuartiges Verfahren zur Inspektion ophthalmischer Linsen
auf das Vorliegen einer äußeren oberflächenbehandelten Schicht mit höherem Brechungsindex als demjenigen des
darunterliegenden Substrates. Das Verfahren besteht darin, daß ein Senderteil 12, siehe wiederum die" Fig. 2, das aus
einem optischen Material mit einem größeren Brechungsindex als die äußere, einer Oberflächenbehandlung unterworfenen
Schicht, gebildet ist, in optische Berührung hiermit anr geordnet wird, z.B. indem zwischen dieselben eine optisch
klare durchsichtige Flüssigkeit 32 angeordnet wird. Es wird ein Lichtstrahl 38 auf ein Eingangsfenster 18 an
diesem Senderteil gerichtet. Die Richtung des Lichtstrahls 38 wird so eingestellt, daß die Strahlen ein erstes Mal
gebrochen werden durch die Grenzfläche zwischen dem umgebenden Medium 31 und dem Senderteil 12, d.h. an dem Eingangsfenster
18, und sodann weiterhin an der Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit 32 und der äußeren, einer Oberflächenbehandlung
unterworfenen Schicht 30, so daß sich die Strahlen der Grenzfläche mit einem geringfügig kleineren
als dem kritischen Winkel der totalen inneren Reflexion nähern können. Wie weiter oben angegeben, wird dieser
Winkel durch die Brechungsindices der Grenzflächenmaterialien
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bestimmt. Die Strahlen werden sodann an der Grenzfläche bei praktisch dem streifenden Winkel gebrochen und längs
der Oberfläche der Linse fortgepflanzt wenn , und nur dann wenn die äußere, eine Oberflächenbehandlung aufweisende
Schicht vorliegt. Wenn keine Schicht mit größerem Brechungsindex-Material auf der Oberfläche der ophthalmischen
Linse vorliegt, werden die Strahlen nicht längs der Oberfläche derselben geführt, sondern dieselben werden
in die Linse eintreten. Es ist ein Empfängerteil in optischer Berührung mit der Oberfläche angeordnet, wodurch
eine zweite Grenzfläche hierzu gebildet wird. Das Empfängerteil ist an der Oberfläche so angeordnet, daß dasselbe
mit allen Strahlen ausgerichtet ist, die längs dieser Oberfläche fortgepflanzt werden und befindet sich im Abstandsverhäitnis
gegenüber dem zuvor angeordneten Senderteil. Das Empfängerteil 14 ist ebenfalls aus einem optischen Material,
gefertigt, das einen größeren Brechungsindex als die äußere, einer Oberflächenbehandlung unterworfenen
Schicht 30 auf v/eist, so daß bei Portpflanzung der Strahlen
längs der Oberfläche auf der Schicht 30 dieselben das Eiapfängerteil erreichen, und diese Strahlen v/erden durch
die zweite Grenzfläche in das Empfängerteil hineingebrochen. Das Vorliegen dieser Strahlen wird sodann festgestellt
sobald dieselben durch das Ausgangsfenster 20 an dem Empfängerteil austreten. Das Vorliegen entsprechender Strahlen
zeigt an, daß das Material der Schicht mit hohem Brechungsindex auf der Oberfläche der ophthalmisehen Linse vorliegt.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich zahlreiche Abwandlungen
und Modifizierungen sowohl an der Vorrichtung als auch an dem Verfahren durchführen. Wenn auch der Sender und der
Empfänger hier so beschreiben worden sind, daß dieselben auf der konkaven Oberfläche der ophthalmisehen Linse vorliegen,
kann ein ähnlicher Test auch auf der konvexen Ober-
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fläche der Linse ausgeführt werden- Der unterschied zwischen
diesen zwei Versuchsweisen und der Grund warum es bevorzugt ist, die konkave Oberfläche anzuwenden, besteht
darin, daß ein bestimmter Teil des die Grenzfläche zwischen dem Senderteil und der Oberfläche der ophthalmiischen linse
erreichenden Lichtes durch die Grenzfläche in das Innere der Linse hinein übertragen wird, z.B. siehe den Strahl 44t
in der Fig. 2. Wenn die Inspektion an der konvexen Oberfläche der Linse ausgeführt wird, bewegt sich ein bestimmter
Teil dieses durchgelassenen Lichtes über die Sehne der freiliegenden Oberfläche und wird durch das Empfängerteil
eingefangen. Diese Strahlung bildet einen konstanten Lichthintergrund gegen den das empfangene chromatische Muster»
siehe die Fig. 5, erscheint, und nicht gegen einen dunklen Hintergrund, der dann vorliegt, wenn die konkave Oberfläche
der Linse angewandt wird.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ist in der Fig. 6 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist das licht—
absorbierende Ablenkteil 82, das zwischen dem Senderteil 78 und dem Empfängerteil 8O eines Oberflächenwellen-Wandlers
76 angeordnet ist, nunmehr koterminiert mit den Bodenoberflächen der Sender- und .Empfängerteile 78 bzw. SO
an -einer gemeinsamen kegelförmigen Oberfläche 88. Das Einlaßfenster
84 und das Ausgangsfenster 86 sind vorgesehen wie bei der weiter oben beschriebenen Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform macht man sich die Tatsache zunutze, daß die im Inneren der Oberflächenschicht auf
der Linse vorliegende und in der Welienführung geführte
Energie zurück in ein Gebiet mit größerem Brechungsindex mit relativ geringer Geschwindigkeit "leckt". Wenn ein
Oberflächenwellen-Wandler, z.B. siehe das Bezugszeichen 76, auf eine Oberfläche einer flacheren Krümmung gebracht und
eine Flüssigkeit mit einem geeigneten Brechungsindex zwi—
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sehen dieselben eingeführt wird unter Ausbilden eines vollständigen
Ringes um die Berührungsstelle herum, kann das Ablenkteil eine erhebliche Dicke, wie z.B. 3 mm,längs der
Fortpflanzungsrichtung aufweisen, und somit können erhebliche Mengen der durch die Oberfläche geführten Energie
das Empfängerteil immer noch erreichen und daraus austreten. Weiterhin führen wechselseitige Reflexionen in der
mit Flüssigkeit gefüllten, keilförmigen Region zwischen den zwei festen Oberflächen der Wellenführung und der Kombination
aus Sender-Ablenkteil-Empfänger dazu, daß zusätzliche Energie aus dem Empfänger austritt. Diese zusätzlichen
Strahlen, siehe die Fig. 5, treten mit Winkeln -. auf, die sich um einige wenige Grade von demjenigen der
fundamentaleren, oberflächengeführten Welle.;_90 unterscheiden,
so daß der Strahl sodann durch zusätzliche, astigmatische, chromatische Strahlen 92 begeleitet wird, die die
Lokalisierung des fundamentaleren, oberflächengeführten
Strahls erleichtern. Die Anzahl derartiger Strahlen 92 scheint von dem Radius der zu untersuchenden Oberfläche
abzuhängen. Je länger der Oberflächenradius ist, umso geringer
ist die Anzahl der zusätzlichen Strahlen 92.
Zu einer der abgewandelten Ausführungsformen der Vorrichtung gehört das Anwenden der Detektoranordnung direkt in
dem Empfangsteil. Eine derartige Detektoranordnung kann entweder zu einer optischen oder elektrischen Anzeige aufgrund
der empfangenen Energie führen.
Ein spezifisches Beispiel eines Oberflächenwellen-Wandlers, gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 6, hat sich
als besonders wirksam bei ophthalmisehen Linsen erwiesen,
wo das Wellenführungsmedium einen Brechungsindex praktisch gleich 1,523 und einen kleinsten Krümmungsradius von angenähert
100 mm aufweist. Die Sender- und Empfängerteile sind aus dem gleichen Material gebildet, das einen Brechungs-
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index praktisch gleich 1,624 aufweist. Unter Bezugnahme
auf die Gleichungen (1) und (3) sollten die Strahlen der kritischen Brechung auf die Sendefläche auffallen und aus
dem Empfangsgebiet austreten mit praktisch dem Einfallswinkel θ gleich 69°4Ο', und die Entfernung d soll sich
auf angenähert 288 mm belaufen. Bei diesem Beispiel endet das obere Medium (Sendermedium) in der Weise, wie
es in der Fig. 2 gezeigt ist,· und zwar in einer planen
Grenzfläche, die als ein Eingangsfenster bezeichnet wird,
sodaß die Lichtquelle eine Lampe sein kann, die von dem Oberflächenwellen-Wandler getrennt ist. Dies ermöglicht
auch eine relative.Einstellung zwischen dem Wandler und
der Lichtquelle. Der Lichtquelle ist eine Blende 39 zugeordnet,
so daß lediglich das Eingangsfenster 18 beleuchtet wird, und es ist hierbei eine konzentrierte Fadenlampe ·
angewandt worden, die etwa 17,8 cm entfernt von dem Fenster angeordnet wird und sich über demselben dergestalt befindet,
daß die Sichtlinie von dem Faden zu dem Mittelpunkt des Fensters sich auf etwa 43° beläuft. Die oberflächengeführte
Energie ausgehend von dem Empfänger wird als ein Beleuchtungsmuster auf einer geschliffenen Glasplatte betrachtet,
die sich etwa 1 cm von dem Ausgangsfenster befindet und mit einem Winkel von angenähert 30 hierzu angeordnet
ist. Diese Abmessungen sind praktisch optimal gemäß der angegebenen Gleichungen unter Berücksichtigung
der Brechung an den Eingangs- und Ausgangsfenstern. So ist bei der Anwendung das plane Eingangsfenster 18 praktisch
senkrecht zu der Senkrechten 62 nach der Fig. 3 angeordnet, d.h.parallel zu dem Großkreis 56. Wenn Strahlen kritischer
Brechung für einen Großkreis, wie den Großkreis 56, durch ein derartiges Fenster zurückgeführt werden, werden dieselben
mehr oder weniger genau an einem Punkt die Senkrechte 62 enger benachbart als 60 gegenüber dem Mittelpunkt 58
schneiden. Dieser Punkt wird in der Fig. 4 durch das Bezugs-
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309884/0436
zeichen 61 wiedergegeben. Strahlen kritischer Brechung für
andere Großkreise, wie den Großkreis 56', schneiden an Punkten über der Senkrechten 62, jedoch stellt ein Kontimmm
derartiger Punkte nicht mehr einen kreisbogenförmigen Kreis dar. Eine Senderfläche bei diesem Ausführungsbeispiel, die
sich etwa 11 mm längs der Senderichtung erstreckt, liegt somit einem Winkel von etwa 6 20' gegenüber. Dies bedeutet,
daß Strahlen kritischer Brechung im Inneren des Sendestrahls die Grenzfläche mit streifenden Winkeln von 2O°2O' bis 26°4O'
treffen sollten. Die Brechung an dem Eingangsfenster führt zu einem Verbreitern und Verändern dieses Bandes zulässiger
Sendewinkel von 34°2O' bis 46°5O' bezüglich einer waagerechten
Richtung, und dies wird in der Fig. 4 durch den Winkel ß1
gezeigt. Demgemäß belaufen sich die neuen Entfernungen d1
von dem Krümmungsmittelpunkt der Sendefläche auf 93,8 bis 146,4 mm. Die Neigungslänge 1' beläuft sich auf 13,7 bis
17,7 cm. Da die der vorderen Kante der Sendefläche am nach-sten liegenden Gebiete am wirksamsten für das Senden der
Oberflächenwellen sind, sollte eine Lichtquelle begrenzten Ausmaßes etwa 17,7 cm entfernt von dem Eingangsfenster und
mit einer derartigen Höhe über der Sendefläche angeordnet werden, daß der Sichtwinkel von der Lichtquelle zu dem
Fenster sich auf etwas mehr als 34 beläuft. Diese Entfernungen und Winkel sind experimentell als praktisch optimal
für die in der Fig. 4 gezeigte Kombination aus Sender-Wellenführurig-Empfanger
bestätigt worden. Die Einstellungen sind jedoch nicht kritisch, und somit kann die Vorrichtung
leicht durch angelerntes Personal ohne vertieftes technisches Wissen bedient werden, wie das auf dein Gebiet
der Abgabe ophthalmischer Linsen allgemein der Fall ist.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich Abwandlungen und Modifizierungen
durchführen, wie das Anwenden gekrümmter oder geneigter Fenster an den Sender- und Empfängerteilen, das
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Heranziehen entweder planer oder gekrümmter reflektierender
Oberflächen zusammen mit den verschiedenen brechenden Oberflächen, sowie das Heranziehen eine-s flexiblen
Teils in dem Schlitz 26 nach Pig. I, wobei der Brechungsindex des Teils kleiner als derjenige der Wellenführungsschicht ist.
Teils in dem Schlitz 26 nach Pig. I, wobei der Brechungsindex des Teils kleiner als derjenige der Wellenführungsschicht ist.
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Claims (19)
- PatentansprücheΓ1 JVerfahren für-die· Inspektion ophthalmischer Linsen auf das Vorliegen einer äußeren oberflächenbehandelten Schicht auf einer verwickelt gekrümmten brechenden Oberfläche der ophthalmischen Linse, wobei die äußere oberflächenbehandelte Schicht einen größeren Brechungsindex als das Innere der ophthalmischen Linse aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte;a) Anordnen eines Senderteils, das aus einem optischen Material mit einem größeren Brechungsindex als demjenigen der äußeren oberflächenbehandelten Schicht in optische Berührung mit der brechenden Oberfläche und Ausbilden einer ersten Grenzfläche zwischen denselben,b) Richten eines Lichtstrahls auf ein Eingangsfenster an dem Senderteil,c) Einstellen der Richtung des Lichtstrahls sowohl im Inneren als auch außerhalb des Senderteils dergestalt, daß sich Strahlen in dem Lichtstrahl der ersten Grenzfläche mit einem geringfügig kleinerem Winkel als dem kritischen Winkel der totalen Innenreflexion nähern, wie es durch die Brechungsindices des optischen Materials und der äußeren oberflächenbehandelten Schicht bestimmt wird, so daß die Strahlen an der ersten Grenzfläche praktisch mit streifender Brechung gebrochen und längs der Oberfläche als Oberflächenwelienführungs-Strahlung nur dann fortgepflanzt werden, wenn die äußere oberflächenbehandelte Schicht vorliegt,d) Anordnen eines Empfängerteiis, das aus einem optischen Material mit einem größeren Brechungsindex als demjenigen der äußeren oberflächenbehandeiten Schicht gebildet ist, in optische Berührung mit der brechenden Oberfläche und Ausbilden einer zweiten Grenzfläche zwischen denselben,- 25 -• - -- 909884/0438-e) Anordnen des Empfängerteils ausgerichtet zu jeder Fortpflanzung der Strahlung in Form einer Oberflächenwellenführung längs der Oberfläche, wobei die Strahlung durch die zweite Grenzfläche eintritt und in das Empfängerteil hineingeht, undf) Feststellen des Vorliegens irgendeiner Strahlung, die
in das Empfängerteil eintritt, wobei das Vorliegen derselben anzeigt, daß die äußere oberflächenbehandelte
Schicht auf der ophthalmischen Linse vorliegt. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte des Anordnens einer Menge einer optisch klar durchsichtigen Zwischenflüssigkeit zwischen der brechenden Oberfläche und jedem der Sender- und
Empfängerteile in einer ausreichenden Menge,um einen guten optischen Kontakt zwischen denselben herzustellen, wobei die Zwischenflüssigkeit einen größeren Brechungsindex
als denjenigen der äußeren oberflächenbehandelten Schicht
aufweist. - 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Verhinderns jeglicher Lichtwanderung von dem Senderteil zu dem Empfängerteil mit Ausnahme durch die äußere oberflächenbehandelte Schicht.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichn" e t, daß die Lichtwanderung von dem Senderteil zu dem Empfängerteil verhindert wird vermittels Zwischenordnen eines lichtabsorbierenden Ablenkteils.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt des Ausbildens des
Senderteils, des zwischengeordneten lichtabsorbierenden
Ablenkteils und des Empfängerteils in Form einer integrierenden Oberflächenwellen-Wandlereinheit, die eine gemeinsame kugelförmige Oberfläche für das Inberührungkommen mit der brechenden Oberfläche aufweist.30988470435 " 26 " - 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verfahren auf einer konkav gekrümmten brechenden Oberfläche ausgeführt wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Überführens des Lichtstrahls in einen schmal divergierenden Strahl.
- 8. Vorrichtung zur Inspektion ophthalmischer Linsen auf das Vorliegen einer äußeren oberflächenbehandelten Schicht auf einer verwickelt gekrümmten brechenden Oberfläche der ophthalmischen Linse, wobei die äußere oberflächenbehandelte Schicht einen größeren Brechungsindex als das Innere der ophthalmischen Linse aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:a) Ein Senderteil (12) gebildet aus einem optischen Material, das einen größeren Brechungsindex als die äußere oberflächenbehandelte Schicht aufweist, für das Anordnen in optische Berührung mit der brechenden Oberfläche (30) und Ausbilden einer ersten Grenzfläche zwischen denselben,b) Eine Lichtquelle (34) für das ERzeugen eines Lichtstrahls (38), der auf ein Eingangsfenster (18) an dem Senderteil. (12) auftrifft,c) Eine Anordnung für das Einstellen der Richtung des Lichtstrahls (38) sowohl im Inneren als auch außerhalb des Sendeteils (12), wodurch die Strahlen in dem Lichtstrahl sich der ersten Grenzfläche mit einem Winkel geringfügig kleiner als dem kritischen Winkel der totalen Innenreflexion nähern, wie es durch die Brechungsindices des optischen Materials und der äußeren oberflächenbehandelten Schicht (30) bestimmt wird, so daß die Strahlen an der ersten Grenzfläche praktisch mit streifender Brechung gebrochen und längs der Oberfläche (30) als Strahlung in Form einer Oberflächenwellenführung nur dann fortgepflanzt werden, wenn die äußere oberflächenbehandelte Schichtvorliegt, 309884/0435- 27 -d) ein Empfängerteil (14) aus einem optischen Material mit einem größeren Brechungsindex als demjenigen der äußeren oberflächenbehandelten Schicht (30) für' das Anordnen in Optische Berührung mit der brechenden Oberfläche und Ausbilden einer zweiten Grenzfläche zwischen denselben, das Empfängerteil (14) mit jeder in Form einer Oberflächeriwellenführung erfolgenden Strahlung ausgerichtet ist, die längs der Oberfläche fortgepflanzt x^ird, wobei die Strahlung durch die zweite Grenzfläche eintritt und in das Empfängerteil verläuft, unde) eine Anordnung für das Feststellen jeglicher Strahlung, die in das Empfängerteil durch die zweite Grenzfläche eintritt, wobei das Vorliegen' derselben anzeigt, daß auf der ophtha!mischen Linse die äußere oberflächenbehandelte Schicht (30) vorliegt.
- 9« Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächen der Sender- und Empfängerteile (12., 14) t die auf ophtha !mische Linse angeordnet werden, konvexe kugelförmige Oberflächen darstellen, deren Radien wenigstens genauso kurz wie der kürzeste örtliche Krümmungsradius auf der konkaven Oberfläche der ophthalmischen Linse (28) ist.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch .9, dadurch gekennzeichnet , daß ein Film einer optisch klar durchsichtigen Zwischenflüssigkeit (32) zwischen der brechenden Oberfläche und jedem der Sender- und Empfängerteile (12, 14) in einer ausreichenden Menge angeordnet ist, um einen guten optischen Kontakt zwischen denselben herzustellen, die Zwischenflüssigkeiten (32) einen größeren Brechungsindex als demjenigen der äußeren oberflächenbehandelten Schicht (30) aufweist»- -■ 28 --.23 -
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung vorliegt, durch die das Licht an einer Wanderung von dem Senderteil (12) zu dem Empfängerteil (14) mit Ausnahme durch die äußere oberflächenbehandelte Schicht (30) gehindert wird.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Licht nach einer Wanderung von dem Senderteil (12) zu dem Empfängerteil (14) durch ein zwischengeordnetes lichtabsorbierendes Ablenkteil (16) gehindert wird.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Senderteil (12), das zwischengeordnete lichtabsorbierende Ablenkteil (16) und das Empfängerteil (14) miteinander in einen integrierten Oberflächenwellen-Wandler (1O) verbunden sind, wobei die sich berührenden Oberflächen des Senderteils (12) und des Empfängerteils (14); des Oberflächenwellen-Wandlers (10) als eine gemeinsame kugelförmige Oberfläche ausgebildet sind.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das zwischengeordnete lichtabsorbierende Ablenkteil (16) ebenfalls einen Teil der gemeinsamen kugelförmigen Oberfläche mit den Sender- und Empfängerteilen (12, 14) bildet.
- 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Eingangsfenster (18) an dem Sender (12) und das Ausgangsfenster (20) an dem Empfänger (14) ein Paar paralleler Stirnflächenfenster sind, die auf dem Oberflächenwellen-Wandler (10) ausgebildet sind zwecks Führen des Lichtes hinein und heraus aus dem Oberflächenwellen-Wandler (10) .
- 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung für das Feststellen des Lichtes eine geschliffene Glasplatte darstellt, die309884/0435- 29 -im wesentlichen senkrecht zu den Lichtstrahlen angeordnet ist/ die aus dem Empfängerteil (14J austreten.
- 17» Vorrichtung nach Anspruch·8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung in Form einer Blende (39) vorliegt für die überführung des Lichtstrahls in einen schmal divergierenden Strahl (38) .
- 18. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet-, daß die äußere oberflächenbehandelte Schicht (30) eine äußere unter'Druckspannung stehende Schicht auf der ophthalmisehen Linse (28) ist.
- 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere unter Druckspannung stehende Schicht (3O) vermittels eines Ionenaustauschverfahrens ausgebildet ist.809884/0435
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