DE2432502A1

DE2432502A1 - Automatisches digitales linsenmessgeraet

Info

Publication number: DE2432502A1
Application number: DE2432502A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Iizuka
Original assignee: Hoya Lens Corp; Sokkisha Co Ltd
Current assignee: Hoya Lens Corp; Sokkisha Co Ltd
Priority date: 1974-06-12
Filing date: 1974-07-04
Publication date: 1976-01-22
Also published as: NL159516B; US3953130A; AU479770B2; GB1477178A; FR2278072A1; NL7408671A; DE2432502B2; FR2278072B1; AU7070574A; DE2432502C3

Description

HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL— MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING.

EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 ™η^ανκ ^™£ ™m

eIupso.d München

η^ανκ ^£ m D-8000 MÜNCHEN 90 Postscheck: mchn kzi 47-809

Kabushiki Kaisha Hoya Lens und

Kabushiki Kaisha Sokkisha, - h j {J Π <_'

Tokio, Japan

Automatisches digitales Linsenmeßgerät

Die Erfindung betrifft ein .automatisches digitales Linsenmeßgerät zum Messen der Brennweite von Linsen, insbesondere zur digitalen Anzeige bei nicht sphärischen Linsen mit zwei Brennpunkten, wie z.B. bei Linsen für Astigmatismus usw.

Üblicherweise wird die Brechkraft D, die die Linsenstärke für Brillengläser anzeigt, als Kehrwert der Brennweite F angegeben, wobei die Gleichung D = 1Q00/F gilt. Die Brennweiten der Linsen für Brillengläser werden üblicherweise in positiven oder negativen Dioptrien angegeben.

Bei üblichen Linsenmeßgeräten werden die Abstände in einem optischen System auf der optischen Achse geändert, darauf wird der Abstand der Lichtquelle geändert, um die Brennebene des ächeibenförmigen Bildes zu verschieben, und der Optiker beobachtet die Lage der Brennpunkte mit bloßem Auge oder mit einer Beobachtungseinrichtung, um die Brennweite entsprechend der Beziehung zwischen der Bewegungs— strecke des scheibenförmigen Bildes, das in der Brennebene erhalten wird, und des lichtemitierenden Systems zu bestimmen,

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Eine solche visuelle Beobachtung liefert jedoch einen Beobachtungsfehler bei der Bestimmung der Lage des Brennpunktes aufgrund der jeweiligen individuellen Eigenschaften, und die Genauigkeit der Messung ist daher nicht ausreichend. Insbesondere ist es bei einem solchen herkömmlichen Gerät schwierig, die Brennebene von zwei Brennpunkten als deutliches und klares scheibenförmiges Bild festzustellen und abzulesen und auf diese Weise die genaue Brennweite der zu untersuchenden Linse zu bestimmen.

Dies wird dagegen durch das erfindungsgemäße Linsenmeßgerät erreicht, das besteht aus einem optischen System als Quelle der Lichtstrahlen, in dem sin Schirm mit mehreren kreisförmigen Leuchtpunkten in einem bestimmten Bereich auf der optischen Achse vorwärts und rückwänts hin- und herbewegbar ist, aus einem Bildaufnahmesystem, das die zu untersuchende Linse, z.B. eine sphärische Linse mit einem Brennpunkt oder eine nicht sphärische Linse mit zwei Brennpunkten, die auf der optischen Achse angebracht ist, wobei sie annähernd mit den Leuchtmittelpunkten eines Lichtquellen-Kollimators und eines Lichtempfänger-Kollimators zusammenfällt, und einen fotoelektrischen Wandler aufweist, der sich auf der Verlängerung dieser optischen Achse in der Brennebene befindet, aus einer elektrischen Schaltung, die die Helligkeitssignale des Schirmes, die durch Abtastlinien des fotoelektrischen Wandlers analysiert werden, als eine Reihe von Zeitsignalen bestimmt und die Stellung zählt, an der die zeitliche Breite des Helligkeitssignals auf dem Vorwärts- Rückwärtsweg minimal wird, aus einer elektrischen Schaltung, die einen Impulsmotor für den hin- und hergehenden Antrieb des optischen Systems der Lichtquelle in einem gewünschten Bereich von positiven und negativen Dioptrien und einen Speisesignalgenerator zum Antrieb dieses Motors aufweist, wobei diese Schaltung automatisch den hin- und hergehenden Antrieb des optischen Systems der Lichtquelle durch Synchronisierung mit der Frequenz dieser elektrischen Schaltung steuert, und aus einer Anzeigeschaltung, die die positive oder negative Dioptrien anzeigenden Signale unterscheidet, die von den Stellungen umgewandelt werden, wo der Querschnitt des Bildes

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des Schirmes minimal wird, und die weiter die Dioptrien des ersten und des zweiten Brennpunkts auf dem jeweiligen Vorwärts-Rückwärtsweg digital anzeigt.

Das erfindungsgemäße Gerät kann automatisch die Lage der Brennpunkte messen und digital anzeigen und vermeidet damit die Nachteile der herkömmlichen Geräte, es kann jedoch auch in herkömmlicher Weise arbeiten.

Um die Brechkraft der Linse zu bestimmen, werden erfindungs— gemäß die Änderungen des Querschnitts des scheibenförmigen Bildes des Schirmes in jeder Stellung, wobei der Verschiebung des Schirmes in der Richtung der· optischen Achse gefolgt wird, durch die fotoelektrische Umwandlung des Lichtstrahls aufgenommen, und der helle beleuchtete Teil des Bildes wird als zeitliche Breite analysiert und dadurch in ein elektrisches Lichtstrahlsignal umgewandelt, so daß der minimale Querschnitt des scheibenförmigen Bildes bestimmt wird. Dann wird die zu untersuchende Linse angebracht und auf beiden Seiten der Linse ein optisches Lichtstrahlsystem in einem vorbestimmten Bereich mit festgelegten Dioptrienmarkierungen hin- und herbewegt, wodurch die Stelle, an der das scheibenförmige Bild den minimalen Querschnitt besitzt, aus der gezählten Anzahl der Reihe von Zeitsignalen bestimmt wird. Dieser Dioptrienwert wird digital durch die Anzeige angezeigt, die positive oder negative Dioptrien unterscheidet und die jeweiligen Dioptrienwerte des ersten und des zweiten Brennpunkts in der Vorwärts— bzw. Rückwärtsrichtung digital anzeigt. Daher werden die zu untersuchenden Linsen automatisch, schnell und genau gemessen, wobei die Dioptrienwerte verschiedene^ sphärischer Linsen und zusammengesetzter nicht sphärischer Linsen mit zwei Brennpunkten bestimmt werden können, und diese Werte werden digital angezeigt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes.

Figur 2 erläutert das optische System dieses Gerätes.

Figur 3 zeigt die Änderungen des scheibenförmigen Bildes bei einer zusammengesetzten oder Tricklinse.

Figur 4 zeigt in einer graphischen Darstellung die Abhängigkeit des Querschnitts des scheibenförmigen Bildes von der Strecke auf der optischen Achse.

Figur 5 zeigt in einem Blockdiagramm die Einrichtung zur digitalen Anzeige, die das scheibenförmige Bild in elektrische Signale umwandelt und die gewünschte digitale Anzeige der Lage des Brennpunkts liefert.

Figur 6 erläutert die Analyse des scheibenförmigen Bildes einer zusammengesetzten Linse durch Abtastlinien auf der elektrisch empfindlichen Oberfläche einer visuell kontrollierbaren Kamera.

Figur 7 zeigt den Spannungsverlauf des Ausgangssignals der visuell kontrollierbaren Kamera.

Figur 8 erläutert in einem Diagramm das Zählen der zeitlichen Breite der Signalform der Figur 7.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes, bei dem eine Einrichtung zur visuellen Beobachtung der Stelle, an der der Querschnitt des scheibenförmigen Bildes minimal wird, und ihrer Dioptrienmarkierung vorgesehen ist, so daß auch eine direkte Ablesung der Dioptrienzahl durch Beobachtung mit dem Auge wie bei herkömmlichen Geräten möglich ist,

Der Hauptkörper 1 des Gerätes ist fest auf dem Sockel 1a befestigt. Eine Lichtquelle 2 ist in dem unteren Teil dieses Hauptkörpers 1 enthalten. Die optische Achse 3 der Lichtstrahlen ist nach oben gerichtet. Ein Befestigungsteil 4 für die zu untersuchende Linse, ein Augenanschlußteil 5 für die Einrichtung zur Beoba chtung mit dem Auge und ein Dioptrienanzeigeteil 6 sind an der Frontseite des Geräts vorgesehen.

Da der Hauptkörper 1 vertikal angeordnet ist und die zu untersuchende Linse in einer horizontalen Ebene eingesetzt wird, ist auch bei zu untersuchenden Linsen aus einem weichen Material, wie z.B. bei Kontaktlinsen, keine Verfο rmung möglich, die durch das Eigengewicht infolge des Einsetzens verursacht wird. Die gemessene Brechkraft weist keinen Fehler infolge der Befestigung auf, der dadurch verursacht wird, daß die optische Mitte des Strahls nicht mit der optischen Achse der zu untersuchenden Linse zusammenfällt. Es genügt, wenn die optische Mitte des Strahls nur näherungsweise mit der optischen Achse zusammenfällt.

In dem Befestigungsteil 4 sind Linsen 7 und θ als Kollimatoren auf der Seite der Strahlquelle und auf der Strahlempfängerseite vertikal einander gegenüber vorgesehen. Die zu untersuchende Linse wird in einer horizontalen Ebene eingesetzt, über der ein Markierungshandgriff 9 vorgesehen ist, um die Mitte des Lichtstrahls einer Linse für Brillengläser zu markieren.

In dem Lichtquellenteil 2 ist ein optisches System für den Lichtstrahl enthalten, das in Figur 2 gezeigt ist. Die optische Achse 3 des Lichtstrahls der Lichtquellenlampe 10 wird durch ein rechtwinkeliges Prisma 11 nach oben über die Strahlsammellinse 12A gebrochen und auf den bewegbaren Teil 15 projeziert, der einen Schirm mit mehreren kreisförmigen Leuchtpunkten aufweist, so daß die kreisförmigen Leuchtpunkte auf dem Kollimator θ auf der Empfängerseite als paralleler Lichtstrahl von dem Kollimator auf der Lichtquellenseite empfangen werden.

Der bewegbare Teil 15 enthält eine Strahlsammellinse 12B, eine Mattglasscheibe 13 und einen Schirm 14, und ist in vertikaler Richtung bewegbar, wie in Figur 2 gezeigt ist (in Figur 2 ist die Bewegungsrichtung horizontal), so daß der· Schirm 14 sich in der selben Richtung in einem Bereich von O ± 25 Dioptrien bewegen kann.

Der Lichtstrahl läuft durch die zu untersuchende Linse L , die fest in dem Befestigungsteil 4 eingesetzt ist, und wird auf der Objektivlinse des Kollimators 8 auf der Empfängerseite empfangen, wo der Querschnitt des gebündelten Strahls des scheibenförmigen Bildes des Leuchtpunktes des Schirmes auf der optischen Achse 3 entsprechend der Stellung der Bewegung des Schirmes 14 sich ändert. Bei einer sphärischen Linse mit einem Brennpunkt wird dieser Querschnitt in der Brennebene minimal, während vor und hinter dieser Brennebene eine Verlängerung der Bildscheibe festgestellt wird, wodurch der Querschnitt allmählich zunimmt. Wenn demzufolge Markierungen für positive und negative Dioptrien auf dem Weg der Hin-und Herbewegung angebracht sind, die in der Mitte des Bewegungsbereichs des Schirmes den Mittelpunkt D-O besitzen, dann zeigt die Stelle des minimalen Querschnitts den gesuchten Dioptrienwert der Brennweite an. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können Werte von G - ± 25 Dioptrien in dem Bewegungsbereich des Schirmes gemessen werden.

Wenn bei deii oben beschriebenen Fall einer sphärischen Linse mit einem Brennpunkt diese Linse L befestigt ist, wird der Schirm 14 mit dem kreisförmigen Leuchtpunkt in der Richtung der optischen Achse bewegt. Sein scheibenförmiges Bild an dem Kollimator auf der Empfängerseite besitzt einen minimalen Querschnitt. Bei einer zusammengesetzten oder Tricklinse mit zwei Brennpunkten, z.B. für eine Astigmatismusbrille, sind jeweils ein erster und ein zweiter Brennpunkt f-j und f^ vorhanden und das scheibenförmige Bild wird an diesen zwei Punkten f^l und f2 fokusiert.

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Figur 3 zeigt die Änderung der Form und des Querschnitts des scheibenförmigen Bildes auf der optischen Achse einer Tricklinse, wobei die Richtung der optischen Achse die Z-Achse ist und der Querschnitt des scheibenförmigen Bildes an jeder Stelle in den Abständen Z 1 - Z 9 analytisch gezeigt ist. Wird die horizontale und die vertikale Abmessung mit a bzw. b bezeichnet, so kann der Querschnitt des scheibenförmigen Bildes in dem Bereich von 0 ^ Z durch die folgende Formel beschrieben werden:

S = Tta χ b.

Die Form und der Querschnitt des scheibenförmigen Bildes in jeder Stellung auf der Z-Achse ändert sich in der in Figur 3 gezeigten Weise. Wenn der jeder Stellung auf der optischen Achse Z entsprechende Querschnitt durch die obige Formel berechnet wird und in einer graphischen Darstellung aufgetragen wird, wie sie Figur 4 zeigt, ergeben sich minimale Querschnitte an den Stellen Z₄ und Z₉ und die Brennweiten f. und fg können erhalten werden.

Das Befestigungsteil 4, daß in Figur 1 gezeigt ist, ist so angeordnet, daß verschiedene Linsen für Brillengläser als zu vermessende Linsen L, z.B. sphärische Linsen mit einem Brennpunkt, nicht sphärische Linsen für Astigmatismus— brillen (Tricklinsen) usw., sicher in waagerechter Lage eingesetzt werden können, so daß ihre Leuchtmittelpunkte näherungsweise mit der optischen Achse zusammenfallen.

Das Bildaufnahmesystem umfasst ein fotoelektrischen Lichtstrahlwandler und eine visuelle Beobachtungseinrichtung, wobei sich eine Visicon-Kamera (-Röhre) z.B. fest in der Brennebene des Kollimators 8 auf der Empfängerseite befindet, um einen Lichtstrahl zu empfangen, der durch die zu untersuchende Linse L von dem Kollimator 7 auf der Lichtquellenseite läuft, und das scheibenförmige Bild wird an der fotoelktrischen induktiven Oberfläche aufgenommen,sein heller oder

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beleuchteter Teil wird analysiert und dann in eine Reihe von elektrischen Zeitsignalen umgewandelt. Wie später erläutert wird, wird die zeitliche Breite jeder Signalfolge verglichen und dadurch die Lage der minimalen zeitlichen Breite bestimmt.

In Figur 2 ist eine Visicon-Kamera (-Röhre) 20 in der Brennebene des Kollimators 8 auf der Empfängerseite angebracht und ein optisches ND-Filter 21 ist dargestellt. Die Visicon-Kamera befindet sich auf der Verlängerung der optischen Achse. Die Einrichtung für die visuelle Beobachtung umfasst einen Hohlspiegel 23 und ein Teil 5 für die Beobachtung mit dem Auge. Ein halbdurchlässiges rechtwinkeliges Prisma 22 befindet sich zwischen der Visicon-Kamera (-Röhre) 20 und dem Kollimator 8, teilt den empfangenen Lichtstrahl und beugt die optische Achse unter einem rechten Winkel ab, so daß das scheibenförmige Bild auf den Beobachtungsschxrm 23 fällt. Auf diese Weise ist eine herkömmliche Messung in der Weise möglich, daß die Änderung der Form und des Querschnitts des scheibenförmigen Bilds in Abhängigkeit von der Bewegung des Schirmes 14 visuell beobachtet werden kann.

Figur 5 zeigt ein System, durch das die elektrischen Signale des scheibenförmigen Bildes, die von der Visicon-Kamera(-Röhre) 20 des fotoelktrischen Wandlers erhalten werden, in digitale Signale der Brechkraft umgewandelt werden. Das System besitzt eine Schaltung zum Antrieb des bewegbaren Teils 15 in dem optischen System der Lichtstrahlquelle, eine Schaltung zur Umwandlung des in dem optischen Aufnahmesystem aufgenommenen scheibenförmigen Bildes in eine Reihe von elektrischen Zeitsignalen und zur Zählung der zeitlichen Stellung des Brechkraftwertes, und eine Schaltung zur digitalen Anzeige der Signale.

Der bewegbare Teil 15 bewegt sich in einem Hubbereich von ± 25 Dioptrien von einem Ende bei + 25 Dioptrien über D «= zu dem anderen Ende bei -25 Dioptrien mit Hilfe eines Impulsmotors 30 hin und her, wobei die Signale eines Speisesignalgenerators 31 mit den Spaisesignalen der Visicon-Kamera (-Röhre) 20 sychrDnisiert sind, so daß der bewegbare Teil sich mit konstanter Geschwindigkeit bei jedem Bild der Kamera um einen

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Schritt vorwärts bewegt.

Bei einer sphärischen Linse mit einem Brennpunkt fallen die Lagen der Brennpunkte bei der Vorwärts- und der Rückwärtsbewegung zusammen, während bei einer Tricklinse mit geringer Brechkraft, da die Querschnittsänderung des scheibenförmigen Bildes um die Punkte f« und fo ziemlich flach ist, wie in Figur 4 zu sehen ist, das Lagesignal des ersten Brennpunkts bei dem Vorwärtshub und das Lagesignal des zweiten Brennpunkts bei dem Rückwärtshub aufgenommen wird, um die gewünschte Stelle zu erhalten. Die Frequenz der Signale des Speisesignalgenerators 31 für den Antriebsimpulsmotor 30 sind sychron mit der Frequenz der Bildspeisesignale der visuell kontrollierbaren Kamera 20, und ermöglichen eine Hin- und Herbewegung des bewegbaren Teils in 10 sek. bei einem gesamten Hub von 40 mm für ± 25 Dioptrien.

Wie oben beschrieben wurde, läuft der einfallende Lichtstrahl durch den Kollimator 8 auf der Empfängerseite und erzeugt ein scheibenförmiges Bild auf der Fotoinduktionsoberfläche der visuell kontrollierbaren Kamera 20, wobei der Querschnitt des scheibenförmigen Bildes entsprechend der Bewegungsstellung des Schirmes 14 variiert, wie in Figur 3 gezeigt ist, und in der Brennebene der zu untersuchenden Linse L minimal wird, wobei das scheibenförmige Bild bei jedem Schritt der Bewegung des Schirmes 14 ein statisches Bild auf der fotoinduktiven Oberfläche erzeugt.

Dieses statische Bild wird bei jedem Bild der Kameraröhre durch 525 horizontale Abtastlinien analysiert. Der helle beleuchtete Teil des scheibenförmigen Bilds wird in elektrische Signale umgewandelt, die eine zeitliche Breite besitzen, die dem jeweiligen hellen Querschnitt entspricht. Wie in Figur gezeigt ist, erzeugt bei einem scheibenförmigen Bild, das einen hellen Bereich c besitz^ während die anderen Teile nicht beleuchtet sind, das Ausgangssignal der i-ten Abtastlinie si eine Wellenform, wie sie in Figur 7 gezeigt ist, so daß ein Ausgangssignal V für die Zeitspanne ti geliefert wird.

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Diese Wellenform wird umgewandelt, indem sie bei einer mittleren zeitlichen Breite durch dis Schwelle Vt getriggert wird, um. den Einfluss eines noch vorhandenen Restbildes und des Rauschens auszuschalten, und eine zeitliche Breite Cni des beleuchteten Teils kann durch ein Taktsignal als Cni=ti/tc gezählt werden, wobei die zeitliche Breite der Taktsignalimpulse te.

Da die zeitliche Breite des Helligkeitssignals durch ein bekanntes Takfeignal berechnet werden kann, wird jeder Querschnitt des scheibenförmigen Bildes bei jedem Bild der Röhre durch die zeitliche Breite des Helligkeitssignals wie oben beschrieben gezählt. Jeder Querschnitt jedes scheibenförmigen Bildes in jeder Stellung kann als ein äquivalentes Zeitmuster verglichen werden, wenn jedes Röhrenbild schrittweise mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird.

Gemäß Figur 5 wird das Bewegungsspeisesignal und die Abtastlinien der visuell kontrollierbaren Kamera mit einer Signalspeiseschaltung 31 synchronisiert. Der Helligkeitssignalausgang wird, wie in Figur 7 gezeigt ist, durch eine Signalaufnahmeschaltung 32 bei einer Triggerschwelle Vt umgeformt. Die Anzahl der Impulse von einem Taktsignalgenerator 33, die der zeitlichen Breite der Helligkeitssignale entspricht, wird durch einen Zähler 34 gezählt und eine nach der anderen in einer Speicherschaltung 35 gespeichert. Jeder Querschnitt des scheibenförmigen Bildes bei jedem Röhrenbild wird als ein äquivalentes Zeitmuster mit Hilfe einer digitalen Vergleicherschaltung 36 mit den umgebenden Querschnitten verglichen. Ein Signal mit einer bestimmten zeitlichen Länge, die dem minimalen Querschnitt entspricht, wird zu einer Torschaltung 37 geführt.

Diese Torschaltung 37 empfängt Impulse von dem Speiseimpulsgenerator 31 des Impulsmotors 30 und schließt und öffnet bei Empfang von Signalen von der digitalen Vergleicherschaltung und führt die Signale der Dioptrienzählerschaltung 38 zu. Diese Signale werden dann der Dioptrienanzeige 6 über eine Signalanzeige-Umwandlungsschaltung 39 zugeführt, wodurch der

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Dioptrienwert des ersten Brennpunkts digital in Farm einer Scheibeanzeige 40 der Anzeige 6 angezeigt wird. In der Zählerschaltung 38 wird die Zählung der positiven und negativen Dioptrien und die Unterscheidung des ersten und des zweiten Brennpunkts durchgeführt, indem, wenn das scheibenförmige Bild des zweiten Brennpunkts auftritt, ein dem zweiten Brennpunkt entsprechendes Signal über die Signalanzeige-Umwandlungsschaltung 39 auf der zweiten Scheibenanzeige 41 als ein digitaler Dioptrienwert angezeigt wird, während bei einer Linse mit einem Brennpunkt die beiden Dioptrienwerte zusammenfallen.

Die Bewegungsgeschwindigkait des Schirms ist konstant und seine Stellung, wenn die Torschaltung 37 öffnet, wird durch die Geschwindigkeit und die Bewegungsdauer bestimmt. Auf diese Weise kann die Stelle^ wo das scheibenförmige Bild einen minimalen Querschnitt besitzt, durch die Anzahl der Impulse von dem Speisesignalgenerator für die schrittweise Bewegung des Schirmes gezählt werden, wobei, wenn eine Entfernung von einem Schritt in eine Dioptrieneinheit umgewandelt wird, der Dioptrienwert an der Stelle des Brennpunktes digital angezeigt werden kann.

Wie oben beschrieben wurde₅ bewegt sich der den SGhirm 14 tragende bewegbare Teil 15 hin- und hergehend von einem Ende zu dem anderen innerhalb eines festgelegten Hubes und der Teil 15 wird automatisch durch eine nicht gezeigte Steuerschaltung in diesem Moment angehalten und kehrt dann zu dem entgegengesetzten Ende zurück.

Das erfindungsgemäße Messgerät hat den Vorteil, daß es die Lage der Brennebene sehr genau zählt.

In der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kann die digitale Diaptrienanzeige auf + 4 Einheiten angezeigt werden und als Minimum sind c.125 Dioptrien ablesbar.

Erfindungsgemäß kann die Brechkraft automatisch in einigen Sekunden abgelesen werden, indem lediglich die verschiedenen Linsen mit sphärischer und nicht sphärischer Oberfläche in das

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Gerät gebracht werden, und die Werte können ebenfalls digital angezeigt werden. Durch Verwendung eines geeigneten Befestigungs— teils können verschiedene Linsen, auch wenn sie aus einem weichen Material bestehen, ebenso wie harte Linsen sehr genau gemsssen werden. Die Verschiebung der scheibenförmigen Bilder des Leuchtpunktes und die feine und genaue Lage des Brennpunkts kann entsprechend den Eigenschaften des scheibenförmigen Bildes und der Kurve seiner Querschnittsänderung erhalten werden. Es ist daher eine genaue Ablesung des Brennpunkts möglich, auch wenn die Linsen einen ungenauen Brennpunkt besitzen, insbesondere bei Astigmatismuslinsen, die zwei Brennpunkte haben, wobei die charakteristische Kurve im Bereich der Brennpunkte flach verläuft .

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1y Automatisches digitales Linsenmessgerät, gekennzeichnet durch ein optisches System einer Lichtstrahlenquelle, in dem ein Schirm mit wenigstens einem kreisförmigen Leucht-

d sr* punkt innerhalb einer bestimmten Strecke optischen Achse vorwärts- und rückwärts hin- und harbewegbar ist, durch ein Bildaufnahmesystem, daß eine zu untersuchende Linse, z.B. eine sphärische Linse mit einem Brennpunkt und/oder eine nicht sphärische Linse mit zwei Brennpunkten, die auf der optischen Achse angeordnet ist, die annähernd mit den Leuchtmittelpunkten eines Kollimators der Lichtquelle und eines Lichtempfängerkollimators zusammenfällt, und einen lichtelektrischen Wandler aufweist, der sich in der Brennebene des Kollimators der Empfängerseite auf der Verlängerung der optischen Achse befindet, durch eine elektrische Schaltung, die die Helligkeitssignale des Schirmes, die durch Abtastlinien des lichtelektrischen Wandlers als eine Reihe von Zeitsignalen analysiert werden,bestimmt und die Stelle zählt, an der die zeitliche Breite des Helligkeitssignals bei der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung minimal wird, durch eine elektrische Schaltung, die einen Impulsmotor zum hin und her bewegen des optischen Systems der Lichtquelle in einem gewünschten Bereich von positiven und negativen Dioptrienwerten und einen Speisesignalgenerator für den Antrieb dieses Motors aufweist, wobei diese Schaltung automatisch die Hin- und Herbewegung des optischen Systems der Lichtquellen durch Synchronisierung mit der Frequenz dieser elektrischen Schaltung steuert, und durch eine Anzeigeschaltung, die positive ader negative Dioptrienwerte anzeigende Signale, die aus der Stellung, wo das Bild des Schirmes minimalen Querschnitt besitzt, durch Umwandlung

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erhalten werden, unterscheidet und die Dioptrienwerte des ersten und des zweiten Brennpunkts bei der Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung digital anzeigt.
2. Linsenmessgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durah einen Hauptkörper (1), einen Markierungshandgriff (9) in diesem, ein Teil (5) zum beobachten mit dem Auge, eine Dioptrienanzeige (ö), ein Befestigungsteil (4), ein Lichtquellenteil (2) und einen Sockel (la).
3. Linsenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System der Lichtstrahlenquelle eine Lampe (1O), eine Strahlsammellinse (12A), eine dreiepkiges Prisma (11), das den Strahl im rechten Winkel zu der Linse (12A) beugt, einen bewegbaren Teil (15), der sich auf der optischen Achse hin- und herbewegt und eine Strahlsammellinse (12B), die den Lichtstrahl empfängt, eine Mattglasscheibe (13) und einen Schirm (14) besitzt, einen Kollimator (?) auf der Lichtquellenseite, der den Lichtstrahl empfängt, eine zu untersuchende Linse (l) auf der optischen Achse, die den Lichtstrahl empfängt, und ein halbdurchlässiges Prisma (22) aufweist, das den Lichtstrahl im rechten Winkel zu dem Teil (5) für die Beobachtung mit dem Auge ablenkt.
4. Linsenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildaufnahmesystem einen lichtelektrischen Wandler, ein Teil (5) zur Beobachtung mit dem Auge, eine Visicon-Kamera (-Röhre) (20) und ein ND-Filter (21) zwischen dieser Kamera (20) und dem Prisma (22) aufweist, wobei diese Kamera den Lichtstrahl von der zu untersuchenden Linse (l) aufnimmt und sin scheibenförmiges Bild auf der elektrisch induktiven Oberfläche entsteht, wobei weiter dieses Bild durch Abtastlinien analysiert und die hellen Teile des scheibenförmigen Bildes in eine Reihe von elektrischen Zeitsignalen umgewandelt werden.

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5. Linsenmessgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil zur Beobachtung mit Auge einen Hohlspiegel (23) und ein Beübachtungsteil (5) aufweist, die das scheibenförmige Bild von dem halbdurchlässigen rechtwinkeligen Prisma (22) empfangen.
S. Linsenmessgerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung zum Antrieb des optischen Systems für die Lichtstrahlquelle eine Speisesignalgenerator (31), der Signale zu einem Impulsmotor (3D) zuführt, wobei diese Signale synchron mit der Frequenz des Bildsignals der Visicon-Kamera (-Röhre) (20) sind, einen Impulsmotor (30), der den bewegbaren Teil (15) auf der optischen Achse hin- und herbewegt, und einen bewegbaren Teil (15) aufweist, der den Schirm trägt.
7. Linsenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung zum Bestimmen des Helligkeitssignals eine Signalaufnahmeschaltung (32), die die Signale der Abtastlinien von der Visicon-Kamera (-Röhre) (20) aufnimmt, wobei diese Signale synchron mit den Signalen des Speisesignalgenerators (31) sind, und sie mit einer Triggerschwelle umwandelt, einen Zähler (34), der die Anzahl der Impulse von einem Taktsignalgenerator (33) zählt, einen Taktsignalgenerator (33) der Taktsignale entsprechend der zeitlichen Breite der Helligkeitssignale erzeugt, eine. Speicherschaltung (35), die diese Impulse speichert, eine Vergleicherschaltung (36), die die Querschnitte der scheibenförmigen Bilder als äquivalente Zeitmuster vergleicht, und eine Torschaltung (^?) aufweist, die ein Signal von der Vergleicherschaltung empfängt, das dem minimalen Querschnitt des Bildes entspricht.
8. Linsenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeschaltung eine Torschaltung (37), die Impulse von dem Speisesignalgenerator (31) des Impulsmotors (30)

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empfängt, wobei die Torschaltung durch Signale von der Vergleicherschaltung geöffnet und geschlossen wird, eine die die Dioptrienwerte anzeigenden Signale zählende Schaltung (38), die diese Signale empfängt, eine Umschaltschaltung (39), ^di^e die Signale von der Zählerschaltung (38) empfängt, und wenigstens eine Scheibenanzeige (40) aufweist, die in einem Dioptrienanzeigeteil (6) vorgesehen ist, wo die Signale als digitale Dioptrienwerte angezeigt werden.

9, Verfahren zum automatischen Messen der Brechkraft von Linsen, mit digitale Anzeige, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenmessgerät gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-8 verwendet wird.

Mg/ri

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