DE69314681T2

DE69314681T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Brechungsvermögens eines optischen Systems

Info

Publication number: DE69314681T2
Application number: DE69314681T
Authority: DE
Inventors: Kazuhito Miyajima; Yoshinobu Ogawa; Toshiyuki Suzuki
Original assignee: Tomey Corp
Current assignee: Tomey Corp
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2013-02-26
Also published as: EP0558015B1; DE69314681D1; EP0558015A2; EP0558015A3; JP3150404B2; US5408311A; JPH05231985A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Brechungsvermögens eines optischen Systems, wie Linsen für Brillen sowie Kontaktlinsen, und sie betrifft eine zugehörige Vorrichtung, wobei sie insbesondere ein Verfahren zum Messen des Brechungsvermögens eines optischen Systems und die zugehörige Vorrichtung mit dem Grundprinzip der Schattenprobe, die auf einfache Weise das Brechungsvermögen eines optischen Systems mit hoher Genauigkeit messen kann, betrifft.
Herkömmlicherweise ist, wie es in der Veröffentlichung Nr. 280544/1986 zu einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung, der Veröffentlichung Nr. 46130/1988 zu einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung und dergleichen angegeben ist, eine Art Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens bei verschiedenen optischen Systemen wie einer Linse zum Korrigieren anomaler Brechkraft eines Auges sowie Linsen für optische Instrumente bekannt, die mit dem Grundprinzip der Schattenprobe arbeitet, wobei das Brechungsvermögen eines zu untersuchenden optischen Systems dadurch gemessen wird, dass ein vorbestimmter Leuchtfluss auf das zu untersuchende optische System gerichtet wird und ein durch dieses hindurchgestrahlter Strahl durch ein Strahlempfangselement für Messzwecke untersucht wird, und zwar auf Grundlage der Bewegungsrichtung, der Geschwindigkeit und einer Verdrehung des hindurchgestrahlten Strahls.
Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens ist zum Erfassen der Bewegungsrichtung, der Geschwindigkeit und der Verdrehung des durch das zu untersuchende optische System hindurchgestrahlten Lichtflusses durch das Strahlempfangselement zu Messzwecken eine rotierende Trommel oder eine rotierende Platte mit Schlitzen mit mindestens zwei Arten von Neigungswinkeln in bezug auf die Drehrichtung am Kantenabschnitt im optischen Pfad vorhanden, um den Lichtfluss intermittierend zu sperren, und photoelektrische Wandlerelemente sind als Lichtempfangselemente für Messzwecke an Positionen vorhanden, die mindestens zwei Paare bilden und zentrisch zu einer optischen Achse liegen, und das Brechungsvermögen des zu untersuchenden optischen Systems wird aus der Phasendifferenz der Ausgangssignale der jeweils paarweise zugeordneten photoelektrischen Wandlerelemente geliefert.
Bei einer Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens mit derartigem Aufbau ist es jedoch erforderlich, dass die Neigungswinkel im Kantenabschnitt des Schlitzes an der rotierenden Trommel oder der rotierenden Platte sowie die Position zum Anbringen der jeweiligen paarigen photoelektrischen Wandlerelemente, die im Strahlempfangselement für Messzwecke vorhanden sind, einander entsprechen, und sie können nicht unabhängig voneinander bestimmt werden. Daher existiert kein Freiheitsgrad beim Design, und die zugehörige Herstellung und Einstellung sind schwierig.
Ferner ist es unter Verwendung einer rotierenden Trommel, da die Oberfläche derselben eine gekrümmte Fläche bildet, extrem schwierig, den Kantenabschnitt eines Schlitzes im wesentlichen als gerade Linie in bezug auf die Drehrichtung auszubilden. Unter Verwendung einer rotierenden Platte ist es schwierig, einen konstanten Neigungswinkel im Kantenabschnitt des Schlitzes in bezug auf die Drehrichtung in radialer Richtung auszubilden. Daher ist es extrem schwierig, die entsprechende Beziehung zwischen den Positionen zum Anbringen der photoelektrischen Wandlerelemente am Strahlempfangselement für Messzwecke und dem Neigungswinkel mit hoher Genauigkeit über die gesamte Länge des Kantenabschnitts aufrechtzuerhalten, wobei sich die Position zum intermittierenden Sperren des Lichtflusses abhängig vom Brechungsvermögen des zu untersuchenden optischen Systems ändert. Demgemäß ist es schwierig, für ausreichende Messgenauigkeit zu sorgen.
Ferner wird bei der Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens das Brechungsvermögen des zu untersuchenden optischen Systems aus der Phäsendifferenz der Ausgangssignale der jeweiligen paarweise zugeordneten photoelektrischen Wandlerelemente unter der Voraussetzung hergeleitet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des intermittierend durch die Schlitze unterbrochenen Lichtflusses, oder die Drehzahl der rotierenden Trommel oder der rotierenden Platte, konstant gehalten wird. Demgemäß ist es schwierig, die Drehzahl der rotierenden Trommel oder der rotierenden Platte immer konstant zu halten. Es besteht die Tendenz der Entstehung eines Messfehlers durch ungleichmäßige Drehung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Messen des Brechungsvermögens eines optischen Systems sowie eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, bei denen es nicht erforderlich ist, dass der Neigungswinkel in einem Kantenabschnitt eines Schlitzes zum intermittierenden Sperren eines Lichtflusses einer Position zum Anbringen photoelektrischer Wandlerelemente, die an einem Strahlempfangselement für Messzwecke vorhanden sind, entspricht, bei denen in vorteilhafter Weise für einen Freiheitsgrad zum Konzipieren der Vorrichtung gesorgt werden kann, hohe Messgenauigkeit auf einfache Weise erzielt werden kann und eine Korrektur in bezug auf eine Änderung der Geschwindigkeit des den Lichtfluss intermittierend sperrenden Schlitzes leicht ausgeführt werden kann.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Messen des Brechungsvermögens eines optischen Systems geschaffen, bei dem ein vorbestimmter Lichtfluss auf ein zu untersuchendes optisches System gerichtet wird, der durch dieses zu untersuchende optische System hindurchgestrahlt wird, der durch ein Lichtempfangselement für Messzwecke erfasst wird, das an einer Position angeordnet ist, die in Übereinstimmung mit dem zu untersuchenden optischen System und dem Brechungsvermögen dieses zu untersuchenden optischen Systems steht, und er auf Grundlage des Ausgangssignals des Strahlempfangselements für Messzwecke gemessen wird, mit den folgenden Schritten:
- Projizieren des Lichtflusses auf das Strahlempfangselement für Messzwecke und intermittierendes Sperren des durch das zu untersuchende optische System hindurchgestrahlten Lichtflusses durch Drehen einer rotierenden Platte, die mit mindestens zwei Bereichen mit verschiedenen Lichttransmissionseigenschaften versehen ist, die durch Grenzlinien mit mindestens zwei Arten von Neigungswinkeln in bezug auf eine Drehrichtung um eine Achse als optischer Pfad zwischen dem zu untersuchenden optischen System und dem Strahlempfangselement für Messzwecke unterteilt sind;
- Erfassen des intermittierenden Sperrens des Lichtflusses durch das Strahlempfangselement für Messzwecke an mindestens drei Strahlempfangspunkten;
- Erfassen des Rotationswinkels der rotierenden Platte entsprechend einem Messsignal, wie es vom Strahlempfangselement für Messzwecke dadurch ausgegeben wird, dass eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen der Rotationsposition der rotierenden Platte angebracht wird; und
- Herleiten des Brechungsvermögens des zu untersuchenden optischen Systems auf Grundlage des Änderungswerts des Rotationswinkels der rotierenden Platte gegenüber einer vorbestimmten Bezugsposition.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens eines optischen Systems mit folgendem geschaffen:
- einer Strahlquelle, die um einen vorbestimmten Abstand entfernt von einer Seite des zu untersuchenden optischen Systems angeordnet ist;
- einem ersten Strahlempfangselement für Messzwecke mit mindestens drei Strahlempfangspunkten, die voneinander beabstandet an der anderen Seite des zu untersuchenden optischen Systems, abgewandt von der Strahlquelle an einer Position angeordnet sind, die in Übereinstimmung mit dem zu untersuchenden optischen System steht, zum Ausgeben eines Messsignals durch Erfassen eines intermittierenden Sperrens eines auf die drei Strahlempfangspunkte gestrahlten jeweiligen Strahls;
- einem Strahlprojektionssystem zum Projizieren eines vorbestimmten Lichtflusses auf das zu untersuchende optische System;
- einem Strahlbündelungssystem zum Bündeln des durch das zu untersuchende optische System hindurchgestrahlten Lichtflusses auf einen vorbestimmten Bereich;
- einem optischen Bilderzeugungssystem zum Führen des durch das bündelnde optische System hindurchgestrahlten Lichtflusses zum ersten Strahlempfangselement für Messzwecke;
- einer rotierenden Platte, die um eine Achse drehbar angeordnet ist, die parallel zu einem optischen Pfad zwischen dem zu untersuchenden optischen System und dem ersten Strahlempfangselement für Messzwecke verläuft, wobei die Platte mit mindestens zwei Bereichen mit verschiedenen Lichttransmissionseigenschaften versehen ist, die durch Grenzlinien voneinander getrennt sind, die mindestens zwei Arten von Neigungswinkeln in bezug auf die Drehrichtung aufweisen, mit mindestens einem Schlitz zum Erfassen einer Position um die Drehachse derselben, die auf einer Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad zwischen dem zu untersuchenden optischen System und dem ersten Strahlempfangselement für Messzwecke liegt, in solcher Weise, dass die Grenzlinien der Bereiche mit verschiedenen Lichttransmissionsvermögen auf dem durch das zu untersuchende optische System hindurchgestrahlten Lichtfluss laufen;
- einem zweiten Strahlempfangselement zum Erfassen einer Rotationsposition und zum Ausgeben eines Rotationspositionssignals für die rotierende Platte durch Erfassen des intermittierenden Sperrens eines durch den Schlitz zum Erfassen einer Position hindurchgestrahlten Strahls; und
- einem Behandlungssystem zum Erfassen des Rotationswinkels der rotierenden Platte auf Grundlage des vom zweiten Strahlempfangselement zum Erfassen einer Rotationsposition ausgegebenen Rotationspositionssignals sowie des vom ersten Strahlempfangselement für Messzwecke ausgegebene Messsignal, und zum Berechnen des Brechungsvermögens des zu untersuchenden optischen Systems auf Grundlage eines Änderungswerts des Drehwinkels der rotierenden Platte gegenüber einer vorbestimmten Bezugsposition.
In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
Figur 1 ist ein schematisches Konstruktionsdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens;
Figur 2 ist ein Frontdiagramm eines Strahlempfangselements, wie in der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens verwendet;
Figur 3 ist ein Frontdiagramm einer rotierenden Platte, wie bei der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens verwendet;
Figur 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Positionsbeziehung zwischen einem Brennpunkt O, auf den ein Lichtfluss in einem Zustand gebündelt wird, in dem keine zu untersuchende Linse vorhanden ist, und der rotierenden Platte zeigt;
Figur 5 ist ein erläuterndes Diagramm zum Darstellen eines Beispiels für einen Zustand, bei dem der Lichtfluss auf einer Ebene rechtwinklig zu einem optischen Pfad mit dem Brennpunkt O divergiert, wenn eine zu untersuchende Linse vorhanden ist;
Figur 6 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein anderes Beispiel eines Zustands zeigt, bei dem der Lichtfluss auf der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O divergiert, wenn die zu untersuchende Linse vorhanden ist;
Figur 7 ist ein Blockdiagramm, das ein Behandlungssystem der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens zeigt;
Figur 8 ist ein Diagramm, das jeweilige Ausgangssignale von einem Drehpositions-Erfassungssensor und einem Strahlempfangselement in einem Zustand zeigt, in dem in der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens keine zu untersuchende Linse vorhanden ist, mit einem Beispiel eines Behandlungssignals, wie aus den Ausgangssignalen gebildet,
wobei die Zeit auf der Ordinate aufgetragen ist;
Figur 9 ist ein Diagramm, das jeweilige Ausgangssignale vom Drehpositions- Erfassungssensor und dem Strahlempfangselement zeigt, wenn eine zu untersuchende Linse in der Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens gemäß Figur 1 vorhanden ist, mit einem Beispiel eines aus den Ausgangssignalen erzeugten Behandlungssignals, wobei die Zeit auf der Ordinate aufgetragen ist;
Figur 10 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern der Beziehung zwischen dem Verschiebeausmaß eines Lichtflusses auf einer Ebene rechtwinklig zu einem optischen Pfad mit dem Brennpunkt O, wenn eine zu untersuchende Linse in der Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens gemäß Figur 1 vorhanden ist, und dem Änderungswert des Drehwinkels einer rotierenden Platte.
Figur 11 ist ein Frontdiagramm, das eine andere rotierende Platte als die in Figur 1 dargestellte retierende Platte zeigt, wie sie in der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens verwendet werden kann.
Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Erläuterung zu Ausführungsbeispielen der Erfindung, um die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen spezieller zu veranschaulichen.
Zunächst zeigt Figur 1 ein schematisches Konstruktionsdiagramm einer Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens mit erfindungsgemäßem Aufbau. In Figur 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 eine zu untersuchende Linse als zu untersuchendes optisches System, mit zu messendem Brechungsvermögen oder dergleichen, wobei auf einer Seite derselben eine Lichtquelle 12 angeordnet ist und ein Strahlempfangselement 14 für Messzwecke auf der anderen Seite derselben angeordnet ist, wobei beide um einen vorbestimmten Abstand von der zu untersuchenden Linse beabstandet sind. Ferner kann ein von der Strahlquelle 12 emittierter und durch die zu untersuchende Linse 10 hindurchgestrahlter Strahl durch das Strahlempfangselement 14 für Messzwecke erfasst werden.
Genauer gesagt, besteht die Strahlquelle 12 aus einer Infrarot-Emissionsdiode oder dergleichen. Eine Projektionslinse 16 ist als optisches Projektionssystem im optischen Pfad zwischen der Strahlquelle 12 und der zu untersuchenden Linse 10 vorhanden. Der Strahl von der Strahlquelle 12 wird durch die Projektionslinse 16 in einen ungefähr parallelen Strahl umgewandelt und auf die zu untersuchende Linse 10 gestrahlt.
Eine Kondensorlinse 18 als optisches Bündelungssystem sowie eine Bilderzeugungslinse 20 als optisches Bilderzeugungssystem sind im optischen Pfad zwischen der zu untersuchenden Linse 10 und dem Strahlempfangselement 14 angeordnet, mit einer gegenseitigen Beabstandung um einen vorbestimmten Wert. Danach wird der durch die zu untersuchende Linse 10 hindurchgestrahlte und durch die Kondensorlinse 18 gebündelte Strahl durch die Bilderzeugungslinse 20 auf eine Strahlempfangsfläche des Strahlempfangselements 14 gelenkt.
Demgemäß wird die Strahlempfangsfläche des Strahlempfangselements 14 durch die Kondensorlinse 18 und die Bilderzeugungslinse 20 mit der zu untersuchenden Linse 10 ausgerichtet. Ein Strahl, der auf eine vorbestimmte Position der zu untersuchenden Linse 10 fällt, wird unabhängig vom Brechungsvermögen der zu untersuchenden Linse 10 oder dergleichen auf eine vorbestimmte Position der Strahlempfangsfläche des Strahlempfangselements 14 gelenkt.
Das Strahlempfangselement kann mit drei Strahlempfangspunkten versehen sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Strahlempfangselement 14, wie in Figur 2 dargestellt, mit einem ersten photoelektrischen Wandlerelement 22, das auf der optischen Achse angeordnet ist, und einem zweiten, dritten, vierten und fünften photoelektrischen Wandlerelement 24, 26, 28 und 30 um das erste photoelektrische Wandlerelement 22 herum versehen. Insbesondere sind bei diesem Ausführungsbeispiel das zweite, dritte, vierte und fünfte photoelektrische Wandlerelement 24, 26, 28 und 30 in den vier Eckabschnitten eines Quadrats vorhanden, dessen Zentrum im ersten photoelektrischen Wandlerelement 22 liegt.
Daher kann bei der Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens mit dem obigen Aufbau im wesentlichen daran gedacht werden, dass die Lichtflüsse auf die fünf Punkte der zu untersuchenden Linse 10 projiziert werden, die jeweils den Positionen des ersten bis fünften photoelektrischen Wandlerelements 22, 24, 26, 28 und 30 im Strahlempfangselement 14 entsprechen.
Ferner ist eine rotierende Platte 32 drehbar um eine Achse 33 angeordnet, die ungefähr parallel zum optischen Pfad verläuft, im optischen Pfad der Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens, wie mit dem obigen optischen System versehen, die zwischen der Kondensorlinse 18 und der Bilderzeugungslinse 20 in einer Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad liegt.
Wie es in Figur 3 dargestellt ist, hat die rotierende Platte 32 insgesamt Scheibenform. Fenster 34 mit ungefähr Fächerform sind mit gleichem Abstand in Umfangsrichtung voneinander beabstandet an Positionen vorhanden, die um 90º in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Diese Fenster 34 sind an den optischen Pfad schneidenden Positionen angeordnet.
Ein Fenster 34 der rotierenden Platte 32 ist mit einer Vorderkante 36 versehen, die im vorderen Abschnitt derselben in der Drehrichtung vorhanden ist, und es ist mit einer Hinterkante 38 versehen, die im hinteren Abschnitt derselben in Drehrichtung vorhanden ist, wobei beide gerade Form aufweisen. Ferner ist die Form des jeweiligen Fensters 34 so bestimmt, dass der Schnittwinkel α zwischen der Vorderkante 36 und der Kreistangente am Schnittpunkt der Vorderkante 36 mit einem beliebigen Kreis mit dem Rotationszentrum der rotierenden Platte 32 für alle Fenster 34 derselbe ist, und dass der Schnittwinkel β zwischen der Hinterkante 38 und einer Kreistangente in einem Schnittabschnitt zwischen der Hinterkante 38 und einem beliebigen Kreis mit dem Rotationszentrum der rotierenden Platte 32 für alle Fenster 34 derselbe ist.
Ferner sind, speziell bei diesem Ausführungsbeispiel, die Schnittwinkel zwischen der Vorderkante 36 und der Hinterkante 38 mit dem Kreistangenten an den Schnittpunkten der Vorderkante und der Hinterkante 38 mit einem Kreis auf der rotierenden Platte 32 als Ort des Zentrums des optischen Pfads so bestimmt, dass sie mit einem relativen Differenzwinkel von 90º vorliegen, z. B. α = 45º, β = 45º
Ferner ist die rotierende Platte 32 um die Brennweite der Kondensorlinse 18 auf der Seite der Bilderzeugungslinse 20 von der Kondensorlinse 18 beabstandet angeordnet. Daher wird in einem Zustand, in dem keine zu untersuchende Linse 10 vorhanden ist, wie in Fig. 4 dargestellt, der Lichtfluss durch die rotierende Platte 32 am Brennpunkt O, auf den der Lichtfluss durch die Kondensorlinse 18 gebündelt wird, intermittierend gesperrt. In Figur 4 kennzeichnet die Bezeichnung M das Rotationszentrum der rotierenden Platte 32, und R kennzeichnet den Abstand vom Rotationszentrum der rotierenden Platte 32 zum Zentrum des optischen Pfads.
Ferner ändert sich, wenn eine zu untersuchende Linse 10 mit bestimmtem Brechungsvermögen vorhanden ist, der Bündelungspunkt des Lichtflusses auf dem optischen Pfad abhängig vom Brechungsvermögen der zu untersuchenden Linse 10. Daher divergiert der Lichtfluss in einer Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O, wo die rotierende Platte 32 vorhanden ist. Wenn nur Strahlen betrachtet werden, die auf fünf Punkte der zu untersuchenden Linse 10 projiziert werden, wie sie jeweils den Positionen entsprechen, an denen das erste bis fünfte photoelektrische Wandlerelement 22, 24, 26, 28 bzw. 30 des Strahlempfangselements 14 angeordnet sind, wie beispielhaft in Figur 5 dargestellt, divergieren die auf diese fünf Punkte gestrahlte Strahlen abhängig vom Brechungsvermögen der zu untersuchenden Linse 10 auf jeweilige Punkte P1, P2, P3, P4 bzw. P5 in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O.
Ferner werden, wenn die zu untersuchende Linse 10 mit Prismastärke versehen ist, wie es beispielhaft in Figur 6 dargestellt ist, die auf die fünf Punkte der zu untersuchenden Linse 10 gestrahlten Punkte, wie sie jeweils den Positionen entsprechen, an denen das erste bis fünfte photoelektrische Wandlerelement 22, 24, 26, 28 bzw. 30 des Strahlempfangselements 14 angeordnet sind, insgesamt an jeweilige Punkte P1', P2', P3', P4' bzw. P5' ausgehend vom Brennpunkt O abhängig von der Prismenstärke der zu untersuchenden Linse 10 in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O verschoben.
Demgemäß kann durch Messen der Verschiebungswerte und der Verschiebungsrichtungen dieser fünf Punkte P1', P2', P3, P4' und PS' (oder P1, P2, P3, P4 und P5) ausgehend vom Brennpunkt O in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O, wo die rotierende Platte 32 vorhanden ist, das Brechungsvermögen und die Prismenstärke der zu untersuchenden Linse 10 aus diesen Werten erzeugt werden.
An diesem Punkt können die Verschiebungswerte und die Verschiebungsrichtungen dieser fünf Punkte P1', P2', P3', P4' und P5' (oder P1, P2, P3, P4 und P5) ausgehend vom Brennpunkt O auf Grundlage der Änderungswerte der Drehwinkel ausgehend von einer vorbestimmten Bezugsposition auf der rotierenden Platte 32 gemessen werden, wenn die Kantenabschnitte 36 und 38 des auf der rotierenden Platte 32 vorhandenen Fensters 34 durch die jeweiligen Punkte P1', P2', P3', P4' und P5' (oder P1, P2, P3, P4 und P5) hindurchgehen, wenn die rotierende Platte 32 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht wird.
Es erfolgt eine Erläuterung zu einem Mechanismus und einem Verfahren zum Erzeugen der Verschiebungswerte und der Verschiebungsrichtungen der fünf Punkte P1', P2', P3', P4' und P5' ausgehend vom Brennpunkt O aufgrund der Änderungswerte der Drehwinkel der rotierenden Platte 32.
Als erstes werden Schlitze 40a und 40b zum Erfassen von Positionen auf der rotierenden Platte 32 angebracht, um in ihrem Außenumfangsabschnitt Bezugsrotationspositionen zu bestimmen, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Speziell bei diesem Ausführungsbeispiel sind, um die Messgenauigkeit zu fördern, die ersten Schlitze 40a jeweils an Positionen vorhanden, die den Vorderkanten der jeweiligen Fenster 34 der rotierenden Platte 30 entsprechen, und die zweiten Schlitze 40b sind jeweils an Positionen vorhanden, die den Hinterkanten 38 der jeweiligen Fenster 34 entsprechen. Die ersten Schlitze 40a und die zweiten Schlitze 40b sind mit verschiedenen Umfangslängen ausgebildet, die gesondert erkannt werden können.
Wie es in Figur 1 dargestellt ist, ist ein Drehpositions-Erfassungssensor 42 an einer Position vorhanden, die der Rotationsbahn der Schlitze 40a und 40b zum Erfassen der Position entspricht, der mit einer Strahlquelle zum Erfassen der Rotationsposition und einem Strahlempfangselement an den beiden zugehörigen Seiten, die die rotierenden Platte 32 umgeben, versehen ist. Bezugs-Rotationspositionssignale der rotierenden Platte 32 werden dadurch ausgegeben, dass die ersten und zweiten Schlitze 40a und 40b vom Rotationspositions-Erfassungssensor 42 erfasst werden.
Ferner werden, wie es in Figur 7 dargestellt ist, ein Ausgangssignal 5 vom Rotationspositions-Erfassungssensor 42 sowie Ausgangssignale Q1, Q2, Q3, Q4 und Q5 vom ersten bis fünften photoelektrischen Wandlerelement 22, 24, 26, 28 bzw. 30 des Strahlempfangselements 14, in eine Signalbehandlungsschaltung 44 eingegeben. Von dieser Signalbehandlungsschaltung 44 werden Behandlungssignale V1, V2, V3, V4 und V5 mit Positionssignalen der fünf Punkte P1', P2', P3', P4' und P5' in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O, wo die rotierende Platte 32 vorhanden ist, ausgegeben.
Genauer gesagt, werden, wenn der Zustand betrachtet wird, bei dem keine zu untersuchende Linse 10 vorhanden ist, in Figur 8 dargestellte Signale jeweils als Ausgangssignal S vom Rotationspositions-Erfassungssensor 42 sowie ein Ausgangssignal Q1 vom ersten photoelektrischen Wandlerelement 22 im Strahlempfangselement 14 ausgegeben. Figur 8 zeigt die jeweiligen Ausgangssignale mit der Zeit auf der Ordinate. In Figur 8 bezeichnen hinsichtlich des Ausgangssignals S des Rotationspositions-Erfassungssensors 42 Sa und Sb jeweilige Anstiegspunkte für die durch die ersten Schlitze 40a bzw. die zweiten Schlitze 40b hindurchgestrahlten Strahlen. Hinsichtlich des Ausgangssignals Q1 des Strahlempfangselements 14 bezeichnen Qa und Qb die Einfallsposition bzw. die Sperrposition für den Lichtfluss in bezug auf das erste photoelektrische Wandlerelement, mit einem Intervall zwischen Qa und Qb, einem Einfallszustand, einem Intervall zwischen Qb und Qa und einem Sperrzustand.
Diese Ausgangssignale S und Q1 werden in die Signalbehandlungsschaltung 44 eingegeben. In der Signalbehandlungsschaltung 44 wird die Zeitdifferenz TVa zwischen dem Anstiegspunkt Sa des durch den ersten Schlitz 40a hindurchgestrahlten Strahls, hinsichtlich des Ausgangssignals S des Rotationspositions-Erfassungssensors 42, und der Einfallsposition Qa des Lichtflusses hinsichtlich des Ausgangssignals Q1 des Strahlempfangselements 14 berechnet. Ferner wird die Zeitdifferenz TVb zwischen dem Anstiegspunkt Sb des durch den zweiten Schlitz 40b hindurchgestrahlten Strahls hinsichtlich des Ausgangssignals S des Rotationspositions-Erfassungssensors 42 und der Sperrposition Qb des Lichtflusses hinsichtlich des Ausgangssignals Q1 des Strahlempfangselements 14 berechnet. Das Behandlungssignal V1 wird als Signal ausgegeben, das diese Zeitdifferenzen TVa und TVb enthält.
Ferner wird dieses Behandlungssignal V1 in einen Zähler 46 (siehe Figur 7) eingegeben. Im Zähler 46 wird das Behandlungssignal V1 durch Zählen desselben entsprechend einer von einer CPU eingegebenen Taktzahl in einen Datenwert V1c umgewandelt, der der zugehörige Zählwert ist, und es erfolgt eine übertragung an eine Berechnungsbehandlungsschaltung 48.
Andererseits ändert sich, wenn eine zu untersuchende Linse 10 im optischen Pfad vorhanden ist, wie in Fig. 6 dargestellt, da der Durchlaufpunkt P1' des auf das erste photoelektrische Wandlerelement 22 in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O, wo die Rotationsplatte 22 vorhanden ist, einfallenden Lichtflusses eine Änderung im Vergleich zum Zustand erfährt, in dem die zu untersuchende Linse 10 nicht vorhanden ist (siehe Figur 5), der Rotationswinkel der rotierenden Platte 32 um Θ, wenn er Lichtfluss intermittierend gesperrt wird.
Demgemäß wird z. B. ein Signal, wie es in Figur 9 dargestellt ist, als Ausgangssignal Q1' des ersten photoelektrischen Wandlerelements 22 des Strahlempfangselements 14 geliefert. Ferner wird in Figur 9 das Ausgangssignal 8 des Rotationspositions-Erfassungssensors 42 natürlich nicht geändert, wenn die zu untersuchende Linse 10 angebracht wird.
Das Ausgangssignal S des Rotationspositions-Erfassungssensors 42 und das Ausgangssignal Q1' des Strahlempfangselements 14 werden in die Signalbehandlungsschaltung 44 eingegeben, wie im Fall, in dem die zu untersuchende Linse 10 nicht vorhanden ist, und sie werden durch dieselbe Behandlung in ein Behandlungssignal V1' umgewandelt, wie auch ferner in einen Datenwert Vb' durch Eingeben von V1' in den Zähler 46 und durch Umwandeln in einen Zähiwert, der an die Berechnungsbehandlungsschaltung 48 übertragen wird.
Demgemäß werden in der Berechnungsbehandlungsschaltung 48 durch Multiplizieren der eingegebenen Daten Vb und V1c' (TVa, TVb sowie TVa', TVb') mit einem konstanten Multiplikationsfaktor (Zählwert zu Rotationswinkel), wie es durch das schematische, erläuternde Diagramm von Figur 10 dargestellt ist, die Drehwinkel ΘA&sub0; und ΘB&sub0;, wenn die Vorderkante 36 und die Hinterkante 38 des Fensters 34 der rotierenden Platte 32 durch den Bezugspunkt laufen, sowie die Rotationswinkel ΘA und ΘB, wenn die Vorderkante 36 und die Hinterkante 38 durch den Durchlaufpunkt P1' des Lichtflusses laufen, die durch die zu untersuchende Linse 10 versetzt sind, jeweils geliefert.
Ferner sind die Rotationswinkel ΘA&sub0;, ΘB&sub0;, ΘA und ΘB der rotierenden Platte 32 Werte, die hinsichtlich der Rotationspositionen (Sa und Sb hinsichtlich S, die Ausgangssignale des Rotationspositions-Erfassungssensors 42 sind, in den Figuren 8 und 9) entsprechend den ersten und zweiten Schlitzen 40a und 40b der rotierenden Platte 32 als Bezugswerte ausgegeben, mit einer Umsetzung in Rotationswinkel in bezug auf eine Bezugsposition des Drehwinkels (Richtung der X-Achse in Figur 10).
Dann werden aus den Rotationswinkeln ΘA&sub0;, ΘB&sub0;, ΘA und ΘB der rotierenden Platte 32, die wie oben beschrieben erhalten wurden, mittels eines geometrischen Theorems die folgenden vier Gleichungen (1), (2), (3) und (4) erhalten:
r1 = R cos ΘA&sub0; (1)
r2 = R cos ΘB&sub0; (2)
(R+x) cosΘA + y sinΘA = r1 (3)
(R+x)ºcosΘB + y sinΘB = r2 (4),
wobei R der Abstand zwischen dem Rotationszentrum M der rotierenden Platte 32 und dem Bezugspunkt O ist; r1 der Radius des Orts eines Schnittpunkts zwischen einer Verlängerungslinie der Vorderkante 36 des Fensters 34 der rotierenden Platte 32 mit einer Linie ist, die durch das Rotationszentrum M der rotierenden Platte 32 und rechtwinklig zur Verlängerungslinie verläuft; r2 der Radius des Orts eines Schnittpunkts zwischen einer Verlängerungslinie der Hinterkante 38 des Fensters 34 der rotierenden Platte 32 und einer Linie ist, die durch das Rotationszentrum M der rotierenden Platte 32 und rechtwinklig zur Verlängerungslinie verläuft.
Ferner werden aus den obigen Gleichungen (3) und (4) die folgenden Gleichungen (5) und (6) gebildet:
x = (r2 sinΘA - r1 sinΘB)/sin(ΘA - sinΘB) - R (5)
y = (r1 cosΘB - r2 cosΘA)/sin(ΘA - sinΘB) (6)
Demgemäß können aus diesen Gleichungen (5) und (6) der Verschiebewert und die Verschieberichtung des Durchlasspunkts des Lichtflusses P1' in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O, wo die rotierende Platte 32 vorhanden ist, gegenüber dem Brennpunkt O berechnet werden.
Durch Anwenden der obigen Behandlung auf Durchstrahlungspunkte der anderen Lichtflüsse P2', P3', P4' und P5' im optischen Pfad, in dem die rotierende Platte 32 vorhanden ist, können die Verschiebungswerte und Verschiebungsrichtungen dieser Punkte gegen den Brennpunkt O auf ähnliche Weise berechnet werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die rotierende Platte 32 im Brennpunkt vorhanden. Im Zustand, in dem die zu untersuchende Linse 10 nicht vorhanden ist, haben die Ausgangssignale Q1, Q2, Q3, Q4 und Q5 der jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente 22, 24, 26, 28 und 30 des Strahlempfangselements 14 jeweils denselben Wert. Wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden Platte 30 bekannt ist, können TVa und TVb berechnet werden. Daher können TVa und TVb von der Berechnungsbehandlungsschaltung 48 auf Grundlage des Ausgangssignals S des Drehpositions-Erfassungssensor 42 geliefert werden.
Auf diese Weise können das Brechungsvermögen und die Prismenstärke der zu untersuchenden Linse 10 aus den Positionen der wie oben beschrieben erhaltenen jeweiligen Punkte P1', P2', P3', P4' und P5' in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O, wo die rotierende Platte 32 vorhanden ist, hergeleitet werden.
Die Koordinatenwerte x und y der jeweiligen Punkte P1', P2', P3', P4' und P5' in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O, wo die rotierende Platte 32 vorhanden ist, sind wie folgt definiert:
P1' = (x1, y1)
P2' = (x2, y2)
P3' = (x3, y3)
P4' = (x4, y4)
P5' = (x5, y5)
Dann werden die folgenden Gleichungen (7) bis (12) aus der Prenticeschen Formel der Glasoptik hergeleitet:
D1= (x2 - x3 - x4 + x5)/4 (7)
D2 = (x2 + x3 - x4 - x5)/4 (8)
D3 = (y2 - y3 - y4 + y5)/4 (9)
D4 = (y2 + y3 - y4 - y5)/4 (10)
Hx = (x2+x3+x4+x5)/4 = x1 (11)
Hy = (y2+y3+y4+y5)/4 = y1 (12),
wobei Hx und Hy Exzentrizitäten oder Prismenstärken sind. D1 bis D4 sind Werte, die durch die folgenden Gleichungen (13) bis (16) aus dem Kugelbrechungsvermögen S, dem Zylinderbrechungsvermögen C und dem Winkel der Zylinderachse A der zu untersuchenden Linse gegeben sind:
D1 = S + C sin² A (13)
D2 = -C sin A cos A (14)
D3 = -C sin A cos A (15)
D4 = S + C cos² A (16)
Demgemäß kann das Brechungsvermögen der zu untersuchenden Linse durch die folgenden Gleichungen (17), (18) und (19) berechnet werden:
S = (D&sub1; + D&sub4; -C) / 2 (17)
C = {(D&sub1; - D&sub4;)² + (D&sub2; + D&sub3;)²}1/2 (18)
A = [tan&supmin;¹ {(D&sub2; + D&sub3;)/(D&sub1; - D&sub4;)}] / 2 (19)
Daher kann bei der obigen Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens und der Prismenstärke einer zu untersuchenden Linse 10 dies Werte aus den Positionen (Koordinatenwerte) der jeweiligen Punkte P1', P2', P3', P4' und P5' hergeleitet werden, die jeweils den Anbringungsorten des ersten bis fünften photoelektrischen Wandlerelements 22, 24, 26, 28 und 30 in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O entsprechen, wie dadurch erhalten, dass die Ausgangssignale des ersten bis fünften photoelektrischen Wandlerelements 22, 24, 26, 28 und 30 des Strahlempfangselements 14 jeweils mit den Ausgangssignalen des Rotationspositions-Erfassungssensors 42 verglichen werden. Daher ist es nicht erforderlich, das erste bis fünfte phetoelektrische Wandlerelement 22, 24, 26, 28 und 30 in Paaren im Strahlempfangsraum anzuordnen. Ferner ist es nicht erforderlich, dass die Anordnungspositionen den Kantenabsohnitten 36 und 38 des in der rotierenden Platte 32 vorhandenen Fensters 34 entsprechen.
Daher können bei dieser Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens die Anbringungsposition des ersten bis fünften photoelektrischen Wandlerelements 22, 24, 26, 28 und 30 des Strahlempfangselements 14, wie auch die Form des Fensters 34 der rotierenden Platte 32 unabhängig voneinander konzipiert werden, wodurch in vorteilhafter Weise für Freiheitsgrad beim Konzipieren der Vorrichtung gesorgt ist.
Ferner können bei dieser Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögen die Positionen (Koordinatenwert) der jeweiligen Punkte P1', P2', P3', P4' und P5' in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O aus den Rotationswinkeln der rotierenden Platte 32 berechnet werden, wenn die Kantenabschnitte 36 und 38 des in der rotierenden Platte vorhandenen Fensters 34 durch die jeweiligen Punkte laufen. Demgemäß kann die Messung des Brechungsvermögens mit extrem hoher Genauigkeit erfolgen, insoweit die Formen der Kantenabschnitte 36 und 38 des Fensters 34 mathematische bekannt sind.
Ferner müssen, wie es oben klargestellt ist, die Kantenabschnitte 36 und 38 des Fensters 34 der rotierenden Platte 32 nicht notwendigerweise gerade sein, insoweit die Formen derselben mathematisch bekannt sind. Zum Beispiel kann, wie es in Figur 11 dargestellt ist, eine rotierende Platte verwendet werden, die mit einem Fenster 34 mit gekrümmten (in diesem Fall bogenförmigen) Kantenabsohnitten 36 und 38 versehen ist.
Ferner können mit dieser Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens die Positionen (Koordinatenwerte) der jeweiligen Punkte P1', P2', P3', P4' und P5', wie sie jeweils Anbringungspositionen des ersten bis fünften photoelektrischen Wandlerelements 22, 24, 26, 28 und 30 in der Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad mit dem Brennpunkt O entsprechen, unabhängig voneinander geliefert werden. Das Brechungsvermögen und die Prismenstärke der zu untersuchenden Linse 10 können aus den Verschiebungswerten der jeweiligen Punkte hergeleitet werden. Demgemäß kann durch angemessenes Bestimmen der Anordnungsart und der Anordnungszahl der photoelektrischen Wandlerelemente die Messgenauigkeit der Vorrichtung oder dergleichen angemessen in einem extrem weiten Bereich bestimmt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Funktion entsprechend den Erfordernissen einer einfachen Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens einer Linse mit vergleichsweise einfachem Brechungsvermögen, wie auch einer Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens mit hoher Genauigkeit, wie bei einer Linse mit kompliziertem Brechungsvermögen verwendbar, erzielt werden.
Insbesondere ist es bei dieser Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens möglich, die Prismenstärke oder das Brechungsvermögen einer Linse mit mehreren Brennpunkten oder dergleichen zu messen, was bei einer herkömmlichen Vorrichtung extrem schwierig war, bei der das Brechungsvermögen der zu untersuchenden Linse aus der Phasendifferenz der Ausgangssignale der paarweise zugeordneten photoelektrischen Wandlerelemente hergeleitet wird, durch angemessenes Bestimmen der Anbringungsanzahl und der Anbringungsorte der photoelektrischen Wandlerelemente.
Ferner kann bei dieser Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens das Ausgangssignal entsprechend der Drehgeschwindigkeit der rotierenden Platte 32 immer durch den Rotationspositions-Erfassungssensor 42 hergeleitet werden. Daher ist es leicht möglich, das gemessene Signal entsprechend einer Änderung der Drehgeschwindigkeit dadurch zu korrigieren, dass die Drehgeschwindigkeit der rotierenden Platte 32 auf Grundlage der Ausgangssignale überwacht wird, wodurch eine Verringerung der Messgenauigkeit durch eine Schwankung der Drehgeschwindigkeit der rotierenden Platte 32 in vorteilhafter Weise gelindert oder verhindert werden kann.
Genauer gesagt, werden beim obigen Ausführungsbeispiel die Bezugszeit Ta zwischen den Anstiegspunkten Sa durch den ersten Schlitz 40a im Ausgangssignal S des Rotationspositions-Erfassungssensors 42, die Bezugszeit Tb (bei diesem Ausführungsbeispiel gilt Ta = Tb) zwischen den Anstiegspunkten Sb durch den zweiten Schlitze 40b sowie die Bezugszeit Tab zwischen den Anstiegspunkten Sa durch den ersten und den zweiten Schlitz 40a und 40b bestimmt und in einem Speicher 50 (siehe Figur 8) abgespeichert. Ferner wird, wie es in Figur 7 dargestellt ist, das aktuell gemessene Ausgangssignal 5 beim Messen des Brechungsvermögens der zu untersuchenden Linse 10 in den Zähler 46 eingegeben, und die aktuell gemessene Zeit Ta' zwischen den Anstiegspunkten Sa im Ausgangssignal S, die aktuell gemessene Zeit Tb' zwischen den Anstiegspunkten von Sb sowie die aktuell gemessene Zeit Tab' zwischen den Anstiegspunkten von Sa und Sb werden als Taktzahlen in die Berechnungsbehandlungsschaltung 48 eingegeben. In dieser Berechnungsbehandlungsschaltung 48 wird mittels der Verhältnisse der aktuell gemessenen Zeiten Ta', Tb' und Tab' im Vergleich mit Bezugszeiten Ta, Tb und Tab ein Korrekturkoeffizient bestimmt. Die Korrektur einer Ungleichmäßikeit der Drehung der rotierenden Platte 32 kann dadurch ausgeführt werden, dass die vom Zähler 46 eingegebenen Daten V1c' bis V5c' mit dem Korrekturkoeffizienten korrigiert werden.
Ferner ist es, speziell bei diesem Beispiel, möglich, eine Ungleichmäßigkeit der Trennung in jedem Intervall zwischen jeweiligen Kanten zu korrigieren, da der erste Schlitz 40a und der zweite Schlitz 40b jeweils so vorhanden sind, dass sie der Vorderkante 36 und der Hinterkante 38 des jeweiligen Fensters 34 in der rotierenden Platte 32 entsprechen.
Ferner liegen, speziell bei diesem Ausführungsbeispiel, die Öffnungspositionen des ersten Schlitzes 40a und des zweiten Schlitzes 40b an den zugehörigen Vorderseiten in der Drehrichtung voneinander um ungefähr denselben Abstand in der Umfangsrichtung in bezug auf die Vorderkante 36 und die Hinterkante 38 des Fensters 34 beabstandet. Daher sind die Zeitdifferenzen TVa und TVb (siehe Figur 8) hinsichtlich des Behandlungssignals V, wie aus dem Ausgangssignal S des Rotationspositions-Erfassungssensors 42 und dem Ausgangssignal Q des Strahlempfangselements 14 erhalten, ungefähr gleich. Daher kann, wie oben angegeben, durch Ausführen einer Korrektur einer Ungleichmäßigkeit der Drehung der rotierenden Platte 32, wobei der Korrekturkoeffizient, der durch die Verhältnisse der aktuell gemessenen Zeiten Ta', Tb' und Tab' im Vergleich zu den Bezugszeiten Ta, Tb und Tab bestimmt wurde, mit den Daten V2c' bis V5c' multipliziert wird, die Bewertung der Korrekturgröße aufgrund einer Differenz zwischen den Größen (Zählerwerte) der jeweiligen Daten in vorteilhafter Weise verringert werden, was eine wirkungsvolle Korrektur ermöglicht.
Da die Korrektur der Ungleichmäßigkeit der Drehung der rotierenden Platten 32 mittels des obigen Verfahrens ermöglicht ist, ist es nicht erforderlich, einen Motor mit hohem Funktionsvermögen als Antriebseinrichtung für die rotierende Platte 32 zu verwenden. Daher kann eine Verringerung der Herstellkosten der Vorrichtung in vorteilhafter Weise erzielt werden, während die Messgenauigkeit in ausreichender Weise beibehalten bleibt.
Vorstehend erfolgte eine detaillierte Beschreibung zu Ausführungsbeispielen der Erfindung. Jedoch sind dies nur buchstäbliche Beispiele. Die Erfindung soll nicht so ausgelegt werden, dass sie auf diese speziellen Beispiele beschränkt ist.
Zum Beispiel sind beim obigen Ausführungsbeispiel vier Fenster 34 mit derselben Form in der rotierenden Platte 32 vorhanden. Jedoch müssen die Formen der Fenster 34 nicht notwendigerweise dieselben sein.
Das Fenster in der rotierenden Platte ist bei dieser Erfindung insoweit anwendbar, als das Fenster Grenzlinien bildet, die durch das photoelektrische Wandlerelement durch intermittierendes Sperren des Lichtflusses er kennbar sind. Zum Beispiel ist es möglich, den Lichtfluss durch zwei oder mehr Domänen intermittierend zu sperren, die aus Materialien bestehen, die hinsichtlich der Lichttransmission voneinander verschieden sind.
Ferner muss die Domäne zum intermittierenden Sperren des Lichtflusses nicht notwendigerweise ein Fenster sein. Es ist möglich, die Domäne durch einen vorstehenden Abschnitt, der nach außen übersteht, auszubilden, wobei in Umfangsrichtung mindestens zwei Kantenabschnitte ausgebildet sind, die voneinander verschiedene Neigungswinkel in bezug auf die Drehrichtung aufweisen.
Die ersten Schlitze 40a und die zweiten Schlitze 40b sind vierfach vorhanden, jeweils entsprechend der Vorderkante 36 und der Hinterkante 38 im Fenster 34 der rotierenden Platte 32. Jedoch ist es möglich, die Orte der Kantenabschnitte 36 und 38 der jeweiligen Fenster 34 unter Bezugnahme auf einen einzelnen Schlitz zu spezifizieren, und es kann mindestens ein Schlitz vorhanden sein.
Die Anzahl der Strahlempfangspunkte des Strahlempfangselements kann mindestens drei sein, und sie wird geeigneterweise abhängig von der Art der zu untersuchenden Linse als Gegenstand, der erforderlichen Genauigkeit oder dergleichen, bestimmt.
Ferner ist es bei der Erfindung nicht erforderlich, immer eine Ungleichmäßigkeit der Drehung der rotierenden Platte zu korrigieren. Es ist möglich, die Korrektur der Ungleichmäßigkeit der Drehung der rotierenden Platte pro Umdrehung der rotierenden Platte auszuführen.
Ferner ist die rotierende Platte 32 bei den obigen Ausführungsbeispielen im Brennpunkt O der Kondensorlinse 18 angeordnet. Jedoch kann die rotierende Platte 32 im optischen Pfad dort angeordnet sind, wo derselbe durch das Brechungsvermögen der zu untersuchenden Linse 10 geändert wird, genauer gesagt zwischen der zu untersuchenden Linse 10 und dem Strahlempfangselement 14. Wenn der Anbringungsort der rotierenden Platte 32 nicht der Brennpunkt O der Kondensorlinse 18 ist, sollte der Bezugspunkt oder die Bezugsrotationsposition der rotierenden Platte 32 vorab für die jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente des Strahlempfangselements 14 bestimmt werden.
Obwohl nichts hierzu aufgelistet ist, kann die Erfindung bei Ausführungsbeispielen angewandt werden, die mit verschiedenen Änderungen, Modifizierungen, Verbesserungen und dergleichen versehen sind, ausgehend vom Kenntnisstand des Fachmanns. Insoweit diese Ausführungsbeispiele nicht vom Grundgedanken der Erfindung abweichen, sind diese Ausführungsbeispiele selbstverständlich im Schutzumfang der Erfindung enthalten.
Wie es durch die obige Beschreibung klargestellt ist, ist es gemäß der Erfindung nicht erforderlich, dass der Neigungswinkel der Grenzlinie (Kantenabsohnitt) zum intermittierenden Sperren des Lichtflusses in der rotier enden Platte dem Strahlempfangspunkt des Strahlempfangselements entspricht. Demgemäß können die Form der Grenzlinie der rotierenden Platte und der Strahlempfangspunkt des Strahlempfangselements unabhängig voneinander konzipiert werden, und es kann in vorteilhafter Weise für einen Freiheitsgrad beim Konzipieren der Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens gesorgt werden.
Ferner ist es gemäß der Erfindung, da in ausreichender Weise für Messgenauigkeit gesorgt werden kann, insoweit die Form der Grenzlinie zum intermittierenden Sperren des Lichtflusses in der rotierenden Platte mathematisch bekannt ist, nicht erforderlich, die Grenzlinie mit einer speziellen komplizierten Form herzustellen, weswegen ihre Herstellung vereinfacht ist.
Ferner kann gemäß dieser Erfindung dem Grunde nach der Verschiebungswert des Lichtflusses, der durch die zu untersuchende Linse gelaufen ist, als Änderungswert des Drehwinkels gegenüber der vorbestimmten Bezugsposition für die rotierende Platte an mehreren Punkten, die mit den jeweiligen Strahlempfangspunkten des Strahlempfangselements entsprechen, bestimmt werden. Daher können die Brechungsvermögen an jeweiligen Punkten der zu untersuchenden Linse, wie sie diesen mehreren Punkten entsprechen, unabhängig voneinander hergeleitet werden. Demgemäß kann, im Vergleich mit der herkömmlichen Vorrichtung, bei der das Brechungsvermögen der zu untersuchenden Linse durch die Phasendifferenz des Ausgangssignals der paarweise zugeordneten photoelektrischen Wandlerelemente hergeleitet wird, in einfacher und vorteilhafter Weise für Messgenauigkeit gesorgt werden. Die Messung der Prismenstärke und die Messung des Brechungsvermögens einer Linse mit mehreren Brennpunkten oder dergleichen, was bei einer herkömmlichen Vorrichtung schwierig ist, ist durch geeignetes Bestimmen der Anordnungszahl und der Anordnungspositionen der Strahlempfangspunkte des Strahlempfangselements möglich.
Ferner kann gemäß der Erfindung eine Ungleichmäßigkeit der Drehgeschwindigkeit der rotierenden Platte durch die Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen der Rotationsposition der rotierenden Platte leicht erfasst werden, und es kann leicht eine Korrektur ausgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zum Messen des Brechungsvermögens eines optischen Systems (20), bei dem ein vorbestimmter Lichtfluss auf ein zu untersuchendes optisches System (10) gerichtet wird, der durch dieses zu untersuchende optische System hindurchgestrahlt wird, der durch ein Lichtempfangselement (14) für Messzwecke erfasst wird, das an einer Position angeordnet ist, die in Übereinstimmung mit dem zu untersuchenden optischen System und dem Brechungsvermögen dieses zu untersuchenden optischen Systems (10) steht, und er auf Grundlage des Ausgangssignals des Strahlempfangselements (14) für Messzwecke gemessen wird, mit den folgenden Schritten:

- Projizieren des Lichtflusses auf das Strahlempfangselement (14) für Messzwecke und intermittierendes Sperren des durch das zu untersuchende optische System (10) hindurchgestrahlten Lichtflusses durch Drehen einer rotierenden Platte (32), die mit mindestens zwei Bereichen (34) mit verschiedenen Lichttransmissionseigenschaften versehen ist, die durch Grenzlinien (36, 38) mit mindestens zwei Arten von Neigungswinkeln in bezug auf eine Drehrichtung um eine Achse als optischer Pfad zwischen dem zu untersuchenden optischen System (10) und dem Strahlempfangselement (14) für Messzwecke untertellt sind;

- Erfassen des intermittierenden Sperrens des Lichtflusses durch das Strahlempfangselement (14) für Messzwecke an min destens drei Strahlempfangspunkten (22 - 30);

- Erfassen des Rotationswinkels der rotierenden Platte entsprechend einem Messsignal, wie es vom Strahlempfangselement (14) für Messzwecke dadurch ausgegeben wird, dass eine Positionserfassungseinrichtung (42) zum Erfassen der Rotationsposition der rotierenden Platte (32) angebracht wird; und

- Herleiten des Brechungsvermögens des zu untersuchenden optischen Systems (10) auf Grundlage des Änderungswerts des Rotationswinkels der rotierenden Platte (32) gegenüber einer vorbestimmten Bezugsposition.

2. Vorrichtung zum Messen des Brechungsvermögens eines optischen Systems, mit:

- einer Strahlquelle (12), die um einen vorbestimmten Abstand entfernt von einer Seite des zu untersuchenden optischen Systems (10) angeordnet ist;

- einem ersten Strahlempfangselement (14) für Messzwecke mit mindestens drei Strahlempfangspunkten, die voneinander beabstandet an der anderen Seite des zu untersuchenden optischen Systems (10), abgewandt von der Strahlquelle (12) an einer Position angeordnet sind, die in Übereinstimmung mit dem zu untersuchenden optischen System (10) steht, zum Ausgeben eines Messsignals durch Erfassen eines intermittierenden Sperrens eines auf die drei Strahlempfangspunkte gestrahlten jeweiligen Strahls;

- einem Strahlprojektionssystem (16) zum Projizieren eines vorbestimmten Lichtflusses auf das zu untersuchende optische System;

- einem Strahlbündelungssystem (18) zum Bündeln des durch das zu untersuchende optische System (10) hindurchgestrahlten Lichtflusses auf einen vorbestimmten Bereich;

- einem optischen Bilderzeugungssystem (20) zum Führen des durch das bündelnde optische System (18) hindurchgestrahlten Lichtflusses zum ersten Strahlempfangselement (14) für Messzwecke;

- einer rotierenden Platte (32), die um eine Achse (33) drehbar angeordnet ist, die parallel zu einem optischen Pfad zwischen dem zu untersuchenden optischen System (10) und dem ersten Strahlempfangselement (14) für Messzwecke verläuft, wobei die Platte mit mindestens zwei Bereichen (34) mit ver schiedenen Lichttransmissionseigenschaften versehen ist, die durch Grenzlinien (36, 38) voneinander getrennt sind, die mindestens zwei Arten von Neigungswinkeln in bezug auf die Drehrichtung aufweisen, mit mindestens einem Schlitz (40a, b) zum Erfassen einer Position um die Drehachse derselben, die auf einer Ebene rechtwinklig zum optischen Pfad zwischen dem zu untersuchenden optischen System (10) und dem ersten Strahlempfangselement (14) für Messzwecke liegt, in solcher Weise, dass die Grenzlinien (36, 38) der Bereiche (34) mit verschiedenen Lichttransmissionsvermögen auf dem durch das zu untersuchende optische System (10) hindurchgestrahlten Lichtfluss laufen;

- einem zweiten Strahlempfangselement (42) zum Erfassen einer Rotationsposition und zum Ausgeben eines Rotationspositionssignals für die rotierende Platte (32) durch Erfassen des intermittierenden Sperrens eines durch den Schlitz (40a, b) zum Erfassen einer Position hindurchgestrahlten Strahls; und

- einem Behandlungssystem zum Erfassen des Rotationswinkels der rotierenden Platte (32) auf Grundlage des vom zweiten Strahlempfangselement (42) zum Erfassen einer Rotationsposition ausgegebenen Rotationspositionssignals sowie des vom ersten Strahlempfangselement (14) für Messzwecke ausgegebene Messsignal, und zum Berechnen des Brechungsvermögens des zu untersuchenden optischen Systems (10) auf Grundlage eines Änderungswerts des Drehwinkels der rotierenden Platte (32) gegenüber einer vorbestimmten Bezugsposition.