JP2017509879A - 眼用レンズ上のマイクロエッチングを識別及び定位するための光学機器 - Google Patents

Abstract

本発明は光学機器に関する。本光学機器は、焦点距離を有するコリメーション要素（３０）と、７００〜１０００ｎｍの波長と焦点距離の５０分の１以下の直径とを有し、光が平行光のビーム（２０）になるように前記コリメーション要素の第１の焦点に配置された点光源（２５〜２７）と、後方散乱器（１２）と、眼用レンズ（１４）を収容するためのものであり、前記コリメーション要素、自身、および後方散乱器で、マイクロエッチングが存在するレンズの位置（１５）に平行光のビームが衝突するように配置される支持体と、画像解析要素（３２）と、前記解析要素へリンクされ、前記コリメーション要素の第２の焦点に配置された対物レンズ（３５）を有する画像補足要素（３１）と、を含み、対物レンズが、前記マイクロエッチングを識別及び定位するために解析要素に後方散乱器の像を提供するように展開される。

Description

本発明は眼用レンズ上のマイクロエングレービング（ｍｉｃｒｏ−ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）を識別及び定位するための光学機器に関する。

知られているように、マイクロエングレービングは、眼用レンズの特性点（例えばそのプリズム基準点（ＰＲＰ）を正確に示す役割を果たすレンズ厚さの小さい局所変動又は屈折率の小さい局所変動である。

光ビームがマイクロエングレービングに衝突すると、その位相はマイクロエングレービングにより局所的に修正される。

マイクロエングレービングを見られるようにする技術の１つは光ビームの回析に基づく位相コントラスト技術である。この回析はコヒーレント光ビームがマイクロエングレービングに衝突すると発生する局所位相変動により引き起こされる。より正確には、採用される光ビームは空間的にコヒーレントである。この回析は局所強度修正（ｌｏｃａｌ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（フレネル回折）により可視化される。

欧州特許第１，６１３，４５０号明細書及び欧州特許出願公開第１，７３９，４７２号明細書から、眼用レンズの面上に存在するマイクロエングレービングを見られるようにするための光学機器が既に知られている。この光学機器は、
− 点光源と、
− コリメート部材であって、前記点光源は、点光源から発せられた光がコリメート部材を通過した後に平行光のビームとなるようにコリメート部材の第１の焦点に配置される、コリメート部材と、
− 光の反射器と、
− コリメート部材と光の反射器との間の眼用レンズをマイクロエングレービングが存在する眼用レンズの面がコリメート部材に対向する位置に保持するように構成されたホルダであって、コリメート部材、ホルダ及び反射器は、コリメート部材から発せられた平行光のビームが、マイクロエングレービングが存在する眼用レンズの面に衝突し、眼用レンズを通過し、反射器に衝突し、眼用レンズに向かって戻り、及び眼用レンズと次にコリメート部材とを再度通過するように配置される、ホルダと、
− 表示ユニットと、
− 表示ユニットへ接続された画像捕捉ユニットであって、コリメート部材の第２の焦点に配置された対物レンズを含み、対物レンズは、画像捕捉ユニットへ接続された表示ユニットにより表示される像が、マイクロエングレービングを識別及び定位し得るようにするマイクロエングレービングの表現を含むように、マイクロエングレービングが存在する眼用レンズの面上に合焦される、画像捕捉ユニットと
を含む。

本発明は、より良い性能を有する同タイプの機器を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、眼用レンズ上（１４）に存在するマイクロエングレービング（１６）を識別及び定位するための光学機器であって、
前記光学機器が、
− 点光源と、
− コリメート部材（３０）と、
− 光を送り返す部材と、
− ホルダ（１３）と、
− 画像活用ユニット（３２）と、
− 画像捕捉ユニット（３１）と
を含み、
前記点光源（２５〜２７）は、７００〜１０００ｎｍの波長λを有し、自身から発せられた光が、前記コリメート部材（３０）を通過した後に平行光のビーム（２０）となるように前記コリメート部材（３０）の第１の焦点に配置され、前記コリメート部材の焦点長Ｆの５０分の１以下の直径Ｄを有し、
前記ホルダ（１３）は、前記コリメート部材（３０）と前記光を送り返すための部材との間に前記眼用レンズ（１４）を保持するように構成され、
前記画像活用ユニット（３２）は、画像捕捉ユニット（３１）に接続され、
前記画像捕捉ユニット（３１）は、前記コリメート部材の第２の焦点に配置された対物レンズ（３５）を含み、
前記コリメート部材（３０）、前記ホルダ（１３）及び前記光を送り返すための部材は、前記コリメート部材（３０）から発せられた前記平行光のビーム（２０）が、前記マイクロエングレービング（１６）が存在する前記眼用レンズ（１４）上の位置（１５）に衝突し、前記眼用レンズ（１４）を通過し、前記光を送り返すための部材に衝突し、前記眼用レンズ（１４）に向かって戻り、さらに、前記眼用レンズ（１４）と次に前記コリメート部材（３０）とを再度通過するように配置され、
前記光を送り返すための部材は、後方散乱器（１２）であり、さらに、
前記画像捕捉ユニット（３１）の前記対物レンズ（３５）は、前記画像捕捉ユニット（３１）へ接続された前記画像活用ユニット（３２）へ送出される前記後方散乱器（１２）の像が、前記マイクロエングレービング（１６）を識別及び定位し得るようにする前記マイクロエングレービング（１６）の表像を含むように合焦されることを特徴とする、光学機器、を提案する。

したがって、本発明による光学機器では、光を送り返すための部材は反射器ではなく後方散乱器であるため、眼用レンズに向かって送り返される光はもはや空間的にコヒーレントではない。

その結果、眼用レンズに向かって送り返されるビームは眼用レンズを通過する際にマイクロエングレービングによる影響を受けない。

本発明による光学機器では、点光源は７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長（すなわち可視光のスペクトル近傍の赤外線）を有するため、点光源と画像捕捉ユニットとの間のその経路上の光の減衰が緩和される（眼用レンズが着色された場合を含む）。

当然のことながら、画像捕捉ユニットはこの波長帯において敏感であるように選択される。

この範囲の波長を実現することに加えて、本発明による光学機器の点光源はコリメート部材の焦点長Ｆの５０分の１以下の直径Ｄを有する。

具体的には、この波長帯と点光源のこのような直径Ｄとにより、マイクロエングレービングのコントラスト像は後方散乱器上へ投影され得ることが観察された。

像のコントラスト特徴は、平行光のビームの横方向空間的コヒーレンス幅がマイクロエングレービングの幅に良く一致することに起因すると考えられる。

像のコントラスト特徴のために、画像捕捉ユニットの対物レンズの開口は比較的大きいことができる。

このような開口は、画像捕捉ユニット内の光束の損失を制限する。

したがって、本発明による機器はマイクロエングレービングの流体利用（ｆｌｕｉｄ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ）を可能にし得る。例えば、画像活用ユニットが表示ユニットであれば、マイクロエングレービングはユーザが眼用レンズをホルダ上に置いている間に表示ユニット上に観察され得る。

対称的に、前述の欧州特許第１，６１３，４５０号明細書及び欧州特許出願公開第１，７３９，４７２号明細書で説明したような従来技術の光学機器では、マイクロエングレービングが存在する眼用レンズの面上に対物レンズが合焦されると、画像捕捉ユニットは反射器から戻ってくる光の影響をこの面上に見ることに注意されたい。これは、捕捉像がぼやける傾向を有することと、したがって画像捕捉ユニットの対物レンズの開口は比較的小さくなければならないこととを意味する。これは、画像捕捉ユニット内の光束にかなりの損失を生じる。

さらに、透明材料のシートなどの物体中の欠陥を検知するための方法及び光学装置であって、光が後方散乱器により物体に向かって戻る方法及び光学装置は、既に欧州特許第０，８５６，７２８号明細書から知られていることに注意されたい。

この文献に記載された方法及び光学装置は、全欠陥を容易に識別できるようにし、したがって、眼用レンズ上に存在するマイクロエングレービングの識別及び定位とは関係ない。

欧州特許出願公開第１，０９３，９０７号明細書は、印刷マーク又は隠しマークの形式をとる眼用レンズの特性を検知するために、欧州特許第０，８５６，７２８号明細書の光学装置の使用を提案していることにも注意されたい。上に示した理由のため、これらの隠しマークはマイクロエングレービングではあり得ない。

有利な特徴によると、特に、保証されるマイクロエングレービング識別及び定位精度のために、本発明による光学機器は、１０μｍ〜８０μｍに含まれる幅を有するマイクロエングレービングのために構成され、前記点光源の直径Ｄ及び前記コリメート部材の前記焦点長Ｆは関係：
Ｄ≦Ｆλ／５ａ
を反映し、ここで、λは前記点光源の波長である。

優れたマイクロエングレービング識別及び定位精度を保証するより特に有利な特徴によると、本発明による光学機器は、３０μｍ〜６０μｍに含まれる幅を有するマイクロエングレービングのために構成され、λは８００〜９００ｎｍに含まれ、一方でＦは１５０〜３００ｍｍに含まれる。

他の有利な特徴によると、
− 前記点光源は、分散光源と、前記分散光源に対向して配置されたピンホールを含むダイアフラムとにより形成され、したがって、前記ピンホールの直径が前記点光源の直径Ｄを形成し、
− 光学機器は、半透ミラー（ｈａｌｆ−ｓｉｌｖｅｒｅｄ ｍｉｒｒｏｒ）であって、その両側に前記点光源と前記画像捕捉ユニットの前記対物レンズとが配置される半透ミラーを含み、
− 前記後方散乱器は回転可能であり、及び／又は
− 前記光学機器は、前記マイクロエングレービングを識別及び定位するように構成された画像解析装置と、前記眼用レンズの面上に心出しピンを自動的に配置する装置であって、前記画像解析装置へ接続された装置とを含む。

有利な特徴によると、光学機器はさらに、
− 後方散乱器を回転させるように駆動する装置であって、後方散乱器を所定の回転中心のまわりで回転させるように構成された装置と、
− 前記後方散乱器内の開口であって、後方散乱器の回転中心が開口内以外の箇所にあるように構成された開口と、
前記ホルダの反対側である後方散乱器の側に配置されている、光を受信及び解析するアセンブリであって、前記ホルダ、前記後方散乱器及び前記開口は、前記光を受信及び解析するアセンブリが、前記眼用レンズ及び前記開口を通過した後の前記平行光のビームから光を受信するように構成され、前記光を受信及び解析するアセンブリは前記眼用レンズの少なくとも１つの光学的特性を判断するように構成される、アセンブリと
を含む。

後方散乱器の回転中心は開口内に配置されないため、開口のいかなる部分も回転中心を中心としない。

したがって、その回転中心とその周囲との間の後方散乱器に対向するいかなる定常点（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｐｏｉｎｔ）も各回転の少なくとも一部期間中は後方散乱器の非開口部分と一致する。

したがって、画像活用ユニットへ送出される後方散乱器の像は、開口に対応する空隙を含まず、したがってマイクロエングレービングがその全体として見られるようにする。

欧州特許第１，９９７，５８５号明細書は、光学機器であって、光の反射器が２つの部分から作製され、中心のその１つは静止しており、環状である中心の他の部分は回転可能であり、中心における反射器の定常部（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｐｏｒｔｉｏｎ）は、光を受信及び解析するアセンブリの上面である、光学機器について説明することに注意されたい。

この光学機器では、表示ユニットにより表示される像はその中心に反射器の定常部に対応する中央空隙を含む。この空隙は、眼用レンズの中心に配置されたマークの可視性を低減する。

有利な特徴によると、後方散乱器を回転させるように駆動する装置と画像捕捉ユニットとは、画像捕捉ユニットが撮像する各期間が、後方散乱器が整数回回転する期間を有するように構成された制御装置へ接続される。

別の有利な特徴によると、後方散乱器を回転させるように駆動する装置と点光源とは、前記点光源に閃光を発射させるように構成された制御装置へ接続され、それぞれの閃光は後方散乱器が整数回回転する期間を有する。

他の有利な特徴によると、
− 前記光を受信及び解析するアセンブリは、前記眼用レンズと前記開口とを通過した後の前記平行光のビームの前記光により照射されるハルトマンマトリックスと、ハルトマンマトリックスを通過した後の光により照射される追加画像捕捉ユニットと、眼用レンズの前記少なくとも１つの光学的特性を判断するために追加画像捕捉ユニットにより捕捉された像を解析する解析装置とを含み、
− 追加画像捕捉ユニットにより捕捉された像を解析する前記解析装置は、眼用レンズの前記少なくとも１つの光学的特性を表示できるようにするために表示ユニットへ接続され、
− 追加画像捕捉ユニットにより捕捉された像を解析する前記解析装置は、前記眼用レンズの面上に心出しピンを自動的に配置する装置へ接続され、
− 前記後方散乱器は円形輪郭を有し、且つ前記開口は鋭角を有する扇形（ａｎｇｕｌａｒ ｓｅｃｔｏｒ）の形状をとり、及び／又は
− 前記後方散乱器は円形輪郭を有し、且つ前記開口は楕円形状である。

本発明の開示は、以下の例示及び非限定的例を所与として、実施形態の詳細な説明により、及び添付図面を参照して続けられる。

本発明による光学機器の第１の実施形態が含む、光を発射及び受信するアセンブリ及びホルダを示すごく概略的な図であり、眼用レンズは、マイクロエングレービングが存在する面が光を発射及び受信するアセンブリに対向する位置のホルダ上に保持されるその面の１つの上にマイクロエングレービングを有する。 この機器が含む後方散乱器とホルダ上に保持された眼用レンズとを示すごく概略的な図である。 光を発射及び受信するアセンブリと、眼用レンズと、後方散乱器と、後方散乱器から、光を発射及び受信するアセンブリまでの光の経路とを示すごく概略的な図である。 本発明による機器の第１の実施形態の概略図であり、光を発射及び受信するアセンブリを詳細に示す。 点光源とコリメート部材とのいくつかの幾何学的特徴を示す概略図である。 心出しピンが眼用レンズ上に自動的に配置され得るようにするために画像捕捉ユニットへ接続される要素を示すブロック図である。 後方散乱器の平面図である。 図７のものと同様の図であるが、本発明による光学機器の第２の実施形態のものである。 図４の下部と同様の概略図であるが、本発明による光学機器の第２の実施形態のものである。 図８のものと同様の図であるが、本発明による光学機器の第２の実施形態の第１の変形形態のものである。 図９に示されたものと同様の図であるが、より詳細を示し、図１０に示された第１の変形形態に対応する。 図８及び図１０のものと同様の図であるが、本発明による光学機器の第２の実施形態の第２の変形形態のものである。 本発明による光学機器の第２の実施形態の画像捕捉ユニットへ接続される要素を示すブロック図である。 閃光を発射するバージョンにおける光源へ接続される要素を示すブロック図である。

図１〜図４に示された光学機器１０は、光を発射及び受信するアセンブリ１１と、後方散乱器１２と、マイクロエングレービング１６が存在する面１５が光を発射及び受信するアセンブリ１１に対向する位置のアセンブリ１１と後方散乱器１２との間に眼用レンズ１４を保持するように構成されたホルダ１３（図１）とを含む。

マイクロエングレービング１６はレンズ厚さの小さい局所変動又は屈折率の小さい局所変動である。

様々な技術が、マイクロエングレービング１６が眼用レンズの面上に形成され得るようにし、マイクロエングレービングは眼用レンズにより成形される際に小さい追加厚さの形態を採用し得、小さい凹部はレーザにより生成され得るか、又はレーザはレンズ材料の屈折率を局所的に修正するために使用され得る。

コヒーレント光ビームがマイクロエングレービング１６に衝突すると、その位相はマイクロエングレービングにより局所的に修正される。

位相のこの局所変動は光ビームを回折させる。

空間的コヒーレント光ビームの場合、回析は局所強度修正（フレネル回折）により可視化される。

マイクロエングレービング１６は、眼用レンズ１４の特性点（例えばそのプリズム基準点）（ＰＲＰ）を正確に示す役割を果たす。

光を発射及び受信するアセンブリ１１は空間的コヒーレント平行光のビーム２０（図１）を発射する。

図２の左側に示すように、ビーム２０がマイクロエングレービング１６に衝突すると光は局所的に回折される。

同光がレンズ１４を通過した後、後方散乱器１２上のその投影は、マイクロエングレービング１６に起因する光の回析のために強度変動を含む。

したがって、後方散乱器１２上に投影されるビーム２０の像はマイクロエングレービング１６と同じ形状の強度変動を含む。

図２の右側に示すように、後方散乱器１２に到達した光は送り返され、これにより同じ方向に若干散乱される。

後方散乱器により後方散乱された光ビーム２１は、この若干の散乱のために空間的にコヒーレントでない。

図３に見られるように、後方散乱器１２によりこのように発射された光ビーム２１はマイクロエングレービング１６により修正されることなく、又はほとんど修正されることなく眼用レンズ１４を通過し、光を発射及び受信するアセンブリ１１に到達する。

以上の説明では、レンズを通過する際に入射光線２０が受けるプリズム偏差と後方散乱器１２により発射されたビーム２１がレンズを再度通過する際に受けるプリズム偏差とについて述べなかった。

これは、これらの２つの連続プリズム偏差が互いに完全に相殺するからである。

したがって、後方散乱器１２上に形成されるマイクロエングレービング１６の像はプリズム偏差により変形され、一方でアセンブリ１１により眼用レンズ１４を通して見られる後方散乱器１２の像は正確に逆の方法で変形される。

したがって、アセンブリ１１により見られる後方散乱器１２の像はマイクロエングレービング１６の正確な表像を含む。

眼用レンズ１４を通過する光学ビームが平行にされ空間的にコヒーレントであることが、後方散乱器１２上のマイクロエングレービング１６の非常にコントラストされた投影を得ることを可能にする。

ホルダ１３は、後方散乱器１２上のマイクロエングレービング１６の投影が容易に観察されるように、すなわち、眼用レンズ１４と後方散乱器１２との距離が、後方散乱器１２上の投影が明瞭なままであるのに十分に小さく（この距離が大き過ぎれば、像はマイクロエングレービング１６における回析のためにぼやけるであろう）、及びマイクロエングレービング１６の投影が観察されるのに十分に大きくなるように配置される。

次に、光を発射及び受信するアセンブリ１１について図４を参照して詳細に説明する。

図示の例では、アセンブリ１１は、分散光源２５と、ピンホール２７を含むダイアフラム２６と、半透ミラー２８と、再配向ミラー（ｒｅｄｉｒｅｃｔｉｎｇ ｍｉｒｒｏｒ）２９と、コリメートレンズ３０と、ビデオカメラ３１と、ビデオカメラ３１へ接続された表示ユニット３２とを含む。

ダイアフラム２６とビデオカメラ３１の対物レンズ３５とは、共役場所である半透ミラー２８の両側に配置される。すなわち、これらは、再配向ミラー２９の視点から同一の場所に配置されているものとして見られる。

この場所はコリメートレンズ３０の焦点となるように選択される。したがって、２つの共役場所のそれぞれはコリメートレンズ３０の焦点に対応する。

したがって、ダイアフラム２６のピンホール２７はコリメートレンズ３０の第１の焦点に配置されると考えられ得、ビデオカメラ３１の対物レンズ３５はコリメートレンズ３０の第２の焦点に配置されると考えられ得る。

分散光源２５はダイアフラム２６の可能な限り近く（例えば０．５ｍｍ未満）に配置されるため、ダイアフラム２６のピンホール２７は点光源を形成する。

この点光源により発射された光は、半透ミラー２８により次に再配向ミラー２９により反射され、コリメートレンズ３０を通過する。

ピンホール２７はコリメートレンズ３０の焦点に配置されるため、レンズ３０から現れるビーム２０は平行化される、すなわちその光線はすべて互いに平行に配向される。

図５は、コリメートレンズ３０の焦点長Ｆ及びピンホール２７の直径Ｄ（すなわち、分散光源２５とダイアフラム２６とにより形成される点光源の直径）を概略的に示す。

実際には、点光源は、分散光源２５を形成するＬＥＤとダイアフラム２６とを組み合わせた市販部品により形成され得る。

光束が十分であることを保証するために、直径Ｄは少なくとも１０μｍ又はさらには少なくとも２０μｍである。直径Ｄに与えられる最大値について以下に説明する。

後方散乱器１２から発せられたビーム２１の光は、眼用レンズ１４を通過した後、コリメートレンズ３０を通過し、再配向ミラー２９により反射され、半透ミラー２８を通過し、ビデオカメラ３１の対物レンズ３５へ到達する。

対物レンズは、ビデオカメラ３１のセンサ３６が後方散乱器１２を撮像するように合焦される。

これらの像はビデオカメラ３１へ接続された表示ユニット３２上に表示される。

したがって、表示ユニット３２を見る観察者は、眼用レンズ１４の面１５上に存在するマイクロエングレービング１６が識別及び定位され得るようにする像を見る。

これにより、オペレータは、マイクロエングレービング１６が眼用レンズ１４上のいずれの箇所にあるか、したがって光学中心とこの眼用レンズの球面屈折力の軸とがいずれに配置されるかを判断できるようになる。これらのパラメータは、例えば、オペレータが眼用レンズ１４を縁取り（すなわち、眼用レンズ１４の端を、合わせられなければならないフレームの形状にカット）しようとする場合にオペレータに役立つ。

実際には、縁取り機へ眼用レンズ１５を取り付けるのに使用される心出しピンは、このように観察されるマイクロエングレービング１６のために機器１０内に配置される。心出しピンはオペレータにより手動で配置され得る。

図６は、心出しピンが自動的に配置され得るようにする要素を示す。

表示ユニット３２へ接続されることに加えて、ビデオカメラ３１はマイクロエングレービング１６を識別及び定位することができる画像解析装置３７へ接続される。心出しピンを自動的に配置する装置３８が装置３７へ接続され、装置３７は心出しピンが配置されなければならない眼用レンズ１４の面１５上に位置する座標を装置３８へ提供する。

心出しピンを自動的に配置する装置３８は，例えば米国特許第６，８８８，６２６号明細書に対応する仏国特許第２，８２５，４６６号明細書に記載されたものである。

一般的に、７００ｎｍ〜１０００ｎｍに含まれる波長（すなわち可視光のスペクトル近傍の赤外線）を有することは、分散光源２５としたがってダイアフラム２６により形成する点光源とに有利である。

したがって、ピンホール２７とビデオカメラ３１のセンサ３６との間のその経路上の光の減衰は、眼用レンズ１４が着色された場合を含み、緩和される。

当然のことながら、ビデオカメラ３１のセンサ３６はこの波長帯において敏感であるように選択される。

一般的に、機器１０はここでは、幅が１０〜８０μｍに含まれるマイクロエングレービング１６のために構成される。

後方散乱器１２上に投影されるマイクロエングレービング１６の像がコントラストされることが重要である。具体的には、これにより、比較的大きいサイズの対物レンズ３５の開口を有するビデオカメラ３１を使用できるようにする。このような開口は、ビデオカメラ３１のセンサ３６までの経路上の光束の損失を制限する。

したがって、マイクロエングレービング１６の流体観察を可能にするために十分な光束がビデオカメラ３１のセンサ３６により受信される。すなわち、ユーザは、表示ユニット３２がリアルタイムで（実際には、少なくとも１５Ｈｚに等しい周波数で）リフレッシュされる間に眼用レンズ１４をホルダ１３の上で移動させ得る。

前述の範囲の波長により、コリメートレンズ３０の焦点長Ｆ（レンズ３０とその焦点との間の距離）の５０分の１以下の直径Ｄを有するピンホール２７は後方散乱器１２上に投影されるマイクロエングレービング１６の像がコントラストされることを保証できるようにすることが観察された。

これはビーム２０の横方向空間的コヒーレンス幅とマイクロエングレービング１６の幅との良好な一致の結果であると考えられる。

一般的に、マイクロエングレービングの幅の１０μｍの前述の下限を所与として、ビーム２０の横方向空間的コヒーレンス幅はマイクロエングレービング１６の幅の５倍以上であることが有利である。

定義により、横方向空間的コヒーレンス幅はＦλ／Ｄに等しい。ここでλは光束の波長である。

マイクロエングレービングの幅がａで表されれば、次の関係：Ｄ≦Ｆλ／５ａが得られる。

例えば、
− マイクロエングレービングの幅が５０μｍであり、
− 光束の波長が８５０ｎｍであり、
− コリメートレンズ３０の焦点長が２００ｍｍであれば、
ピンホール２７の直径Ｄは６８０μｍ以下である。

光束の波長λが８００〜９００μｍに含まれ、焦点長Ｆが１５０〜３００ｍｍに含まれる場合、３０μｍ〜６０μｍに含まれる幅を有するマイクロエングレービング１６に対して優れた結果が得られることが観察された。

上に示すように、７００ｎｍ〜１０００ｎｍに含まれる波長で発射する光源２５と、コリメートレンズ３０の焦点長Ｆの５０分の１以下の光源直径Ｄとにより、後方散乱器１２上に投影されるマイクロエングレービング１６の像は良くコントラストされる。

状況によっては、直径Ｄは、焦点長Ｆの１００分の１以下、１５０分の１、２００分の１、又は２５０分の１となるように選択される。

ビデオカメラ３１のセンサ３６により受信される光束を十分なものにするために好ましいパラメータは、
− ダイアフラム２６のピンホール２７を通して発射される高強度の光束、及び／又は
− 後方散乱器１２により散乱される光の散乱角に一致する対物レンズ３５の開口（図３及び図２の右側の部分を参照）
であることも観察された。

矢印３９により図７に示すように、粒状性を平均化するために、後方散乱器１２は機器１０の使用中に回転される。

校正パターンを後方散乱器１２上に配置することも可能であり（ここで、ビデオカメラ３１の対物レンズ３５が後方散乱器１２上に合焦されることと、したがって、しかも眼用レンズ１４が存在してもしなくても見られるのは後方散乱器１２であることとが想起される）、このような校正パターンは後方散乱器が急速回転しているときにはもはや感知可能でない。

参照符号１６などのマイクロエングレービングはそれらの製造者により提供される眼用レンズが担持するマークより精密であることと、本発明による機器はマイクロエングレービングが精度の利点のために直接使用され得るようにすることとに注意されたい。

例えば心出しのためのこのような精度は、レンズがますます個人専用になりつつあるため、重要である。

機器１０は既存機器（例えばリーダブロッカ（ｒｅａｄｅｒ−ｂｌｏｃｋｅｒ）、グラインダ）に容易に一体化可能であることに注意されたい。

本発明による機器の１つの可能な利用はマイクロエングレービングにより与えられた基準とレンズ上に存在する他の基準マーク（例えばレンズが供給されるマーク）間のいかなるずれも測定することであり、及び／又は本発明による機器の別の可能な利用は、機器１０による読み出しのために、マークをマイクロエングレービングに対して極めて正確にすることであることにも注意されたい。

これまでに説明した機器１０の実施形態では、後方散乱器１２は非開口回転可能プラテン（すなわち開口を含まないプラテン）により形成される。

後方散乱器１２が、開口を含む後方散乱器により置換され、光を受信及び解析するアセンブリはこの後方散乱器の下（すなわち眼用レンズ１４を保持するように設けられたホルダ１３の反対側である後方散乱器の側）に配置される本発明による光学機器の第２の実施形態について、次に図８〜図１３を参照して説明する。

ホルダ１３、後方散乱器内の開口及び光を受信及び解析するアセンブリは、光を受信及び解析するアセンブリが、平行光のビーム２０から、眼用レンズ１４及び後方散乱器内の開口を通過した後の光を受信するように構成される。

受信光は眼用レンズ１４のいくつかの光学データ（特には、その光学中心と円柱屈折力の軸）を判断するために解析される。これらのデータは、眼用レンズ１４が縁取りされる場合に、又はさらに球面屈折力及び円柱屈折力などの他のデータを判断するために役立つ。

第２の実施形態による光学機器の第１のバージョンは図８及び図９に、第２のバージョンは図１０及び図１１に、第３のバージョンは図１２に示される。

３つのバージョンに共通の要素は図１１、図１３及び図１４に示される。

第１のバージョン、第２のバージョン及び第３のバージョンのそれぞれでは、後方散乱器１２は後方散乱器１１２により置換される。

後方散乱器１２と同様に、後方散乱器１１２は回転中心４０を中心とする円形輪郭を有するが、開口４１、開口１４１及び開口２４１をそれぞれ有する。

図８及び図９に示す第１のバージョンでは、開口４１は鋭角を有する扇形の形状をとる。開口４１は回転中心４０から後方散乱器１１２の周囲まで延びる。

図８に見られるように、光を受信及び解析するアセンブリ４２は回転中心４０を中心として配置される。

図９に見られるように、眼用レンズ１４のホルダ１３は回転中心４０に対して中心に配置される。

平行光のビーム２０からの光は、眼用レンズ１４と開口４１とを通過した後、光を受信及び解析するアセンブリ４２へ到達する。

図８に照らして理解されるように、光を受信及び解析するアセンブリ４２の一部分は開口４１といかなる時点でも一致する。

したがって、光を受信及び解析するアセンブリ４２の一部分は開口４１を通過した光をいかなる時点でも受信する。

後方散乱器１１２の回転運動のために、光を受信及び解析するアセンブリ４２の各部分はある瞬間に、後方散乱器１１２が回転すると開口４１と一致する。

したがって、後方散乱器１１２の各回転時に、光を受信及び解析するアセンブリ４２の全体は眼用レンズ１４と開口４１とを通過した光を受信する。

したがって、後方散乱器１１２の各回転時に、光を受信及び解析するアセンブリ４２は眼用レンズ１４の対応ゾーンの全体を通過した光を受信する。

後方散乱器１１２の少なくとも一回転中に受信された光を解析することにより、光を受信及び解析するアセンブリ４２はレンズ１４（より正確には、光を受信及び解析するアセンブリ４２に到達する前に光が通過したゾーン）の光学データを判断することができる。

回転中心４０は開口４１内に配置されない（中心４０はここでは開口４１の周囲上にある）ため、開口４１のいかなる部分も回転中心４０を中心としない。

したがって、その回転中心４１とその周囲との間の後方散乱器１１２に対向するいかなる定常点も、各回転の一部期間中、開口４１の一部を形成しない後方散乱器１１２の部分（すなわち非開口部分）と一致する。

ここで、開口４１が、回転中心４０にその頂点を有し３０°の開口角を有する鋭角を有する扇形の形状をとる場合、各定常点は一回転の１／１２（３０／３６０）中に開口４１と一致し、したがって、一回転の１１／１２中、開口４１の一部を形成しない後方散乱器１１２の部分と一致する。

したがって、表示ユニット３２により表示される後方散乱器１１２の像は開口４１に対応する空隙を含まず、したがってマイクロエングレービング１６がその全体として見られるようにする。

開口４１が表示ユニット３２上のすべてにおいて現われるのを防止することを可能にする測定について、図１１及び図１４を参照して以下に説明する。

図９及び図１０に示された第２の実施形態による光学機器の第２のバージョンは第１のバージョンの変形形態である。ここでは、開口４１は、鋭角を有する扇形の形状をとる開口１４１によりまた置換されるが、その頂点は回転中心４０から離れた距離にあり、さらに、光を受信及び解析するアセンブリ４２は、眼用レンズ１４を保持するように設けられたホルダ１３がそうであるように、回転中心４０に対し偏心されており、ホルダ１３と光を受信及び解析するアセンブリ４２とは互いに同一の中心点を有する。

平行光のビーム２０からの光は、眼用レンズ１４と開口１４１とを通過した後、光を受信及び解析するアセンブリ４２に到達する。

図１０に照らして理解されるように、光を受信及び解析するアセンブリ４２の一部分は開口１４１といかなる時点でも一致する。

したがって、光を受信及び解析するアセンブリ４２の一部分は開口１４１を通過した光をいかなる時点でも受信する。

後方散乱器１１２の回転運動のために、光を受信及び解析するアセンブリ４２の各部分はある瞬間に、後方散乱器１１２が回転すると開口１４１と一致する。

したがって、後方散乱器１１２の各回転時、光を受信及び解析するアセンブリ４２の全体は眼用レンズ１４と開口１４１とを通過した光を受信する。

したがって、後方散乱器１１２の各回転時、光を受信及び解析するアセンブリ４２は眼用レンズ１４の対応ゾーンの全体を通過した光を受信する。

回転中心４０は開口１４１内に配置されないため、開口１４１のいかなる部分も回転中心４０を中心としない。

開口４１に関して上に説明したのと同じ理由で、開口１４１を含む後方散乱器１１２の像であって表示ユニット３２により表示される像は、開口１４１に対応する空隙を含まず、したがって眼用レンズ１４のマイクロエングレービング１６がその全体として見られるようにする。

第２の実施形態による光学機器の図１２に示される第３のバージョンは、螺旋形状である開口２４１により開口４１が置換される第１のバージョンの変形形態である。さらに、眼用レンズ１４を保持するように設けられたホルダ１３がそうであるように、光を受信及び解析するアセンブリ４２は回転中心４０に対して偏心されている、すなわちホルダ１３と光を受信及び解析するアセンブリ４２は互いに同一の中心点を有する。

平行光のビーム２０からの光は、眼用レンズ１４と開口２４１とを通過した後、光を受信及び解析するアセンブリ４２に到達する。

図１２に照らして理解されるように、光を受信及び解析するアセンブリ４２の一部分は開口２４１といかなる時点でも一致する。

したがって、光を受信及び解析するアセンブリ４２の一部分は開口２４１を通過した光をいかなる時点でも受信する。

後方散乱器１１２の回転運動のために、光を受信及び解析するアセンブリ４２の各部分はある瞬間に、後方散乱器１１２が回転すると開口２４１と一致する。

したがって、後方散乱器１１２の各回転時、光を受信及び解析するアセンブリ４２の全体は眼用レンズ１４と開口２４１とを通過した光を受信する。

したがって、後方散乱器１１２の各回転時、光を受信及び解析するアセンブリ４２は眼用レンズ１４の対応ゾーンの全体を通過した光を受信する。

回転中心４０は開口２４１内に配置されないため、開口１４１のいかなる部分も回転中心４０を中心としない。

開口４１に関して上に説明したのと同じ理由で、開口２４１を含む後方散乱器１１２の像であって表示ユニット３２により表示される像は、開口２４１に対応する空隙を含まず、したがって眼用レンズ１４のマイクロエングレービング１６がその全体として見られるようにする。

図９及び図１１に見られるように、光を受信及び解析するアセンブリ４２はハルトマンマトリックス４５と、ハルトマンマトリックス４５から所定の距離ｅ（図１１）に配置された画像センサ４６とを含む。

ハルトマンマトリックス４５は一定間隔で穿孔された不透明板であるため、センサ４６により捕捉される像はそれぞれがマトリックス４５の１つの孔に対応する発光点のマトリックスであり、これらの発光点の位置は眼用レンズ１４の光学的特性に依存する。

したがって、画像センサ４６により捕捉された像の解析は、例えばハルトマン又はシャック−ハルトマン偏向計測法を介し、眼用レンズ１４の光学的特性（特にその光学中心、その円柱屈折力の軸、その球面屈折力、その円柱屈折力及び他特性）を判断できるようにする。より詳細については、読者は、例えば米国特許第６，８８８，６２６号明細書又は国際公開第９５／３４８００号パンフレットに対応する仏国特許出願第２，８２５，４６６号明細書を参照し得る。

図１１に見られるように、画像センサ４６は、眼用レンズ１４の光学的特性を判断することができる画像解析装置４７へ接続される。

画像解析装置４７は、画像解析装置４７により判断された眼用レンズ１４の光学的特性を表示し得る表示ユニット３２へ接続される。

図１３に示すように、本発明による光学機器の第２の実施形態では、心出しピンを配置する装置３８は画像解析装置３７だけでなく画像解析装置４７へも接続される。このことは、心出しピンを自動的に配置する装置３８が、心出しピンがマイクロエングレービング１６によってだけでなく、レンズ１４の光学的特性によっても配置されなければならない眼用レンズ１４の面１５上の場所の座標を取得し得ることを意味する。

図１１は、後方散乱器１２２を回転させるように駆動する装置５０であって、後方散乱器１２２を回転中心４０を中心として回転させるように構成された装置５０を概略的に示す。

図１１を参照して、どのようにして参照符号４１、１４１又は２４１などの開口に対応する空隙が表示ユニット３２上に現われるのを防止することができるかを説明する。

ビデオカメラ３１と、後方散乱器１１２を回転させるように駆動する装置５０とは、ビデオカメラ３１が撮像する各時間間隔が後方散乱器１１２の整数回転数に対応するように構成された制御装置５１へ接続される。

図示の例では、各像は１／２０秒期間中に撮影され、後方散乱器１１２は１／２０秒で一回転する（すなわち１２００回転／分の速度）。

上に説明したように、回転中心４０は参照符号４１、１４１又は２４１などの開口内に配置されていないため、これら開口のいかなる部分も回転中心４０を中心としない。

したがって、その回転中心４０とその周囲との間の後方散乱器１１２に対向するいかなる定常点も、各回転の少なくとも一部期間中は、開口の一部分を形成しない後方散乱器１１２の一部分（非開口部分）と一致する。

同様に、ビデオカメラ３１のセンサ３６の各画素は、各回転の一部期間中、開口の一部分を形成しない後方散乱器１１２の部分から光を受信する。

各像は後方散乱器１１２の１又は複数の整数回転中に撮影されるため、各画素は、参照符号４１、１４１又は２４１などの開口の一部分を形成しない後方散乱器１１２の部分から到来する光のうちの同じ割合の光を受信する。

したがって、ビデオカメラ３１により撮影された各像は、参照符号４１、１４１又は２４１などの開口に対応する空隙を含まない。

表示ユニット３２を見るオペレータは、後方散乱器１１２のすべて又は一部があまり明るく見えないことを除いて、非開口後方散乱器１２による像と同じ像を見る。

例えば、図８及び図９に示す開口４１を有する後方散乱器１１２について、後方散乱器１１２の感知輝度は、他のすべてが等しければ、全体として後方散乱器１２の感知輝度の１１／１２である。

したがって、図８及び図９に示す開口４１を有する後方散乱器１１２は、光を光受信及び解析ユニット４２へ依然として通すが、完全に非開口の後方散乱器（後方散乱器１２と全く同様）として感知される。

図１０及び図１１に示す開口１４１を有する後方散乱器１１２について、その半径が回転中心４０と開口１４１の頂点との間の距離に対応する中央部は後方散乱器１２と同じ輝度でもって感知され、一方、後方散乱器１１２の残り部分はあまり明るくないと感知される。

これらすべての場合、後方散乱器１１２の像はマイクロエングレービング１６がその全体として見られるようにする。

制御装置５１の実装は、例えば、ビデオカメラ３１と回転駆動装置５０とを制御するための共通時間ベース生成器を含む。

図１１に示す例では、後方散乱器１１２の位置を判断するための検知器５２がまた、その回転速度が自動的に制御され得るようにするために設けられた。

変形形態として、図１４に示すように、ビデオカメラ３１と後方散乱器１２を回転させるように駆動する装置５０とを制御するために参照符号５１などの制御装置を設けるのではなく、後方散乱器１１２を回転させるように駆動する装置５０、及び分散光源２５とダイアフラム２６とにより形成された点光源の分散光源２５へ接続される装置５５を設ける。

制御装置５５は光源２５に閃光を発射させるように構成され、光源２５が閃光を発射する各期間は後方散乱器１１２の整数回転数に対応する。

例えば、後方散乱器１１２が１２００回転／分の速度で回転すれば、したがって１／２０秒毎に一回転すれば、各閃光は１／２０秒の期間又は１／２０秒の倍数の期間を有する。

閃光間にはいかなる光も発射されないため、閃光が発射される瞬間のみが表示ユニット３２上に現われる。

像が表示ユニット３２上に現われる各瞬間は後方散乱器１１２の１又は複数回転の間のみ持続するため、表示された各画像は、参照符号４１、１４１又は２４１などの開口に対応する空隙を含まない。

表示ユニット３２を見るオペレータは、像が、光源２５により発射された閃光のリズムで振動する輝度を有することを除き、参照符号５１などの制御装置によるものと同じ像を見る。

制御装置５５の実装は、例えば、光源２５の閃光と回転駆動装置５０とを制御するための共通時間ベース生成器を含む。

一般的に、後方散乱器１２又は後方散乱器１１２の回転の好適な範囲は６００〜５０００回転／分である。

本発明による光学機器の第２の実施形態の変形形態（図示せず）では、開口４１、１４１又は２４１は、回転中心４０を含まない異なる形状／形態の開口（例えば後方散乱器１１２の周囲まで延びない開口又はその輪郭が光を受信及び解析するアセンブリ４２より大きい開口）により置換され、及び／又は複数の開口により置換される。

本発明による光学機器の第１及び第２実施形態の変形形態（図示せず）では、
− 参照符号２９などの再配向ミラーは存在しないか、又はミラー２９はミラー２９とコリメートレンズ３０との役割を併せて果たす湾曲ミラーにより置換され、
− 点光源は異なる方法で構成され、例えば点光源は所定の直径のペンシルビームを発射するレーザであり、
− コリメートレンズは例えば複数のレンズからなる異なるコリメート部材により置換され、
− ビデオカメラ３１は別の画像捕捉ユニットにより置換され、
− 表示ユニット３２は別の画像活用ユニット（例えば参照符号３７などの画像解析装置）により置換され、及び／又は
− 参照符号１６などのマイクロエングレービングは参照符号１５などの前面上以外の箇所（例えば後面上又はレンズの厚さ方向）に配置される。

状況に応じて他の多くの変形形態が可能であり、この点で、本発明は説明及び示された例に限定されないことが想起される。

Claims (15)

1. 眼用レンズ上（１４）に存在するマイクロエングレービング（１６）を識別及び定位するための光学機器であって、
   前記光学機器は、
   − 点光源と、
   − コリメート部材（３０）と、
   − 光を送り返す部材と、
   − ホルダ（１３）と、
   − 画像活用ユニット（３２）と、
   − 画像捕捉ユニット（３１）と
   を含み、
   前記コリメート部材は、焦点長Ｆを有し、
   前記点光源（２５〜２７）は、７００〜１０００ｎｍの波長λを有し、自身から発せられた光が、前記コリメート部材（３０）を通過した後に平行光のビーム（２０）となるように前記コリメート部材（３０）の第１の焦点に配置され、前記コリメート部材の焦点長Ｆの５０分の１以下の直径Ｄを有し、
   前記ホルダ（１３）は、前記コリメート部材（３０）と前記光を送り返すための部材との間に前記眼用レンズ（１４）を保持するように構成され、
   前記画像活用ユニット（３２）は、画像捕捉ユニット（３１）に接続され、
   前記画像捕捉ユニット（３１）は、前記コリメート部材の第２の焦点に配置された対物レンズ（３５）を含み、
   前記コリメート部材（３０）、前記ホルダ（１３）及び前記光を送り返すための部材は、前記コリメート部材（３０）から発せられた前記平行光のビーム（２０）が、前記マイクロエングレービング（１６）が存在する前記眼用レンズ（１４）上の位置（１５）に衝突し、前記眼用レンズ（１４）を通過し、前記光を送り返すための部材に衝突し、前記眼用レンズ（１４）に向かって戻り、さらに、前記眼用レンズ（１４）と次に前記コリメート部材（３０）とを再度通過するように配置され、
   前記光を送り返すための部材は、後方散乱器（１２）であり、さらに、
   前記画像捕捉ユニット（３１）の前記対物レンズ（３５）は、前記画像捕捉ユニット（３１）へ接続された前記画像活用ユニット（３２）へ送出される前記後方散乱器（１２）の像が、前記マイクロエングレービング（１６）を識別及び定位し得るようにする前記マイクロエングレービング（１６）の表像を含むように合焦されることを特徴とする光学機器。
2. １０μｍ〜８０μｍに含まれる幅を有するマイクロエングレービング（１６）のために構成され、前記点光源（２５〜２７）の前記直径Ｄ及び前記コリメート部材（３０）の前記焦点長Ｆは関係：
   Ｄ≦Ｆλ／５ａ
   を反映し、ここで、λは前記点光源（２５〜２７）の波長であることを特徴とする、請求項１に記載の光学機器。
3. ３０μｍ〜６０μｍに含まれる幅を有するマイクロエングレービング（１６）のために構成され、λは８００〜９００ｎｍに含まれ、一方でＦは１５０〜３００ｍｍに含まれることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学機器。
4. 前記点光源は、分散光源（２５）と、前記分散光源（２５）に対向して配置されたピンホール（２７）を含むダイアフラム（２６）とにより形成され、したがって、前記ピンホール（２７）の直径が前記点光源の前記直径Ｄを形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学機器。
5. さらに、自身の両側に前記点光源（２５〜２７）と前記画像捕捉ユニット（３１）の前記対物レンズ（３５）とが配置される半透ミラー（２８）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学機器。
6. 前記後方散乱器（１２）は回転可能であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学機器。
7. さらに、前記マイクロエングレービング（１６）を識別及び定位するように構成された画像解析装置（３７）と、
   前記眼用レンズ（１４）の面（１５）上に心出しピンを自動的に配置する装置（３８）と、を含み、
   前記装置（３８）は、前記画像解析装置（３７）へ接続されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学機器。
8. さらに、
   −前記後方散乱器（１１２）を回転させるように駆動するものであり、前記後方散乱器（１１２）を所定の回転中心（４０）のまわりで回転させるように構成された装置（５０）と、
   −前記後方散乱器（１１２）内にあり、前記後方散乱器（１１２）の前記回転中心（４０）が自身の内側以外の箇所にあるように構成された開口（４１；１４１；２４１）と、
   −前記後方散乱器（１１２）の前記ホルダ（１３）の反対側に配置され、光を受信及び解析し、前記眼用レンズ（１４）の少なくとも１つの光学的特性を判断するように構成されるアセンブリ（４２）と、
   を含み、
   前記ホルダ（１３）、前記後方散乱器（１１２）及び前記開口（４１；１４１；２４１）は、前記光を受信及び解析するアセンブリ（４２）が、前記眼用レンズ及び前記開口（４１；１４１；２４１）を通過した後の前記平行光のビーム（２０）から光を受信するように構成されることを特徴とする、光学機器。
9. 前記後方散乱器（１１２）を回転させるように駆動する前記装置（５０）と前記画像捕捉ユニット（３１）とは、前記画像捕捉ユニット（３１）が撮像する各期間が、前記後方散乱器（１１２）が整数回回転する期間を有するように構成された制御装置（５１）へ接続されることを特徴とする、請求項８に記載の光学機器。
10. 前記後方散乱器（１１２）を回転させるように駆動する前記装置（５０）と前記点光源（２５〜２７）とは、前記点光源（２５〜２７）に閃光を発射させるように構成された制御装置（５５）へ接続され、それぞれの閃光は前記後方散乱器（１１２）が整数回回転する期間を有することを特徴とする、請求項８に記載の光学機器。
11. 前記光を受信及び解析するアセンブリ（４２）は、前記眼用レンズ（１４）と前記開口（４１；１４１；２４１）とを通過した後の前記平行光のビーム（２０）の前記光により照射されるハルトマンマトリックス（４５）と、前記ハルトマンマトリックス（４５）を通過した後の前記光により照射される追加画像捕捉ユニット（４６）と、前記眼用レンズ（１４）の前記少なくとも１つの光学的特性を判断するために前記追加画像捕捉ユニット（４６）により捕捉された前記像を解析する解析装置（４７）とを含むことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の光学機器。
12. 前記追加画像捕捉ユニット（４６）により捕捉された前記像を解析する前記解析装置（４７）は、前記眼用レンズ（１４）の前記少なくとも１つの光学的特性を表示できるようにするために表示ユニット（３２）へ接続されることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の光学機器。
13. 前記追加画像捕捉ユニット（４６）により捕捉された前記像を解析する前記解析装置（４７）は、前記眼用レンズ（１４）の面（１５）上に心出しピンを自動的に配置する装置（３８）へ接続されることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の光学機器。
14. 前記後方散乱器（１１２）は円形輪郭を有し、且つ前記開口（４１；１４１）は鋭角を有する扇形の形状をとることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の光学機器。
15. 前記後方散乱器（１１２）は円形輪郭を有し、且つ前記開口（２４１）は螺旋形状であることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の光学機器。

Images