JPH03172729A - レンズのパワーを含むレンズ特性を決定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレンズの光学的特性のうちの少なくともいくつ
かを決定する方法および装置に関する。

本発明は検眼用レンズの合焦パワーの決定に専用のもの
ではないが、特に関するものである。

〔従来の技術／発明により解決しようとする課題〕本発
明は、さらに特定すると、実際問題として、′ｆ！Ａ数
本の光線を形成するようになった発光手段をレンズの入
口側に備え、かつ、レンズの軸線に垂直な分析平面内で
レンズを通過した後の光線の衝突を評定するようになっ
た感光性位置センサをレンズの出口側に備えた装置を使
用して検眼用レンズのパワーが決定される場合に関する
。

これは、例えば、米国特許第４，２７５，９６４号明細
書に記載の装置の場合にあてはまり、またフランス特許
第２，２７０，５７５号明細書に記載の少なくとも一つ
の装置の場合にもあてはまる。

米国特許第４．２７５，９６４号明細書においては、使
用される光線が一つの円内に分布され、かつ少なくとも
５つの光線が使用されなければならない。

それ故に、位置センサにより送出された信号を処理する
ために使用される処理手段は若干複雑である。

フランス特許第２，２７０．５７５号明細書においては
、全般的には少なくとも３本の光線を使用すべきことを
教示しているけれども、実際には４本の光線が正方形の
隅において使用されている。この場合のように、レンズ
の入口側でレンズ光線が区別されると、光線がレンズを
通過した後にレンズと位置センサとの間の距離を変更し
ながら、２つの測定が行なわれる。

その結果、前記米国特許の場合と同様に、得られた信号
の処理が若干複雑になる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、中心光線を使用すればこの処理を有利に簡素
化することができるという新規な考察に基づくものであ
る。その場合、レンズのパワーを測定するために、４本
の光線で十分である。

本発明は、その−局面においては、レンズの合焦パワー
を決定するために一つの円上の３本の光線と光学系軸線
上の１本の光線とを含む複数本の光線がレンズを通過す
るようにし、かつ前記光線がレンズの軸線に垂直な分析
平面に衝突する点の座標を測定するために感光性位置セ
ンサを前記レンズの出口側に配置した、レンズの少なく
とも一つの特性を決定する方法にあり、かつ別の局面に
おいては、前記方法を実施する装置にある。

前述したように中心光線を使用するこにより、得られた
信号の処理を簡素化することができることに加えて、こ
の中心光線の使用により、各々の測定前に使用しようと
する座標の中心を決定し、中心光線のレンズ通過後の衝
突を分析することにより測定しようとするレンズをほぼ
中心に配置し、かつ、レンズに組み込むことができる任
意のプリズムを直接に測定する、ことが可能になるさら
に別の利点が得られる。

また、本発明により、レンズの光透過率および／または
必要であればレンズの屈折率の測定を可能にするという
別の開発に役立つ別の利点が得られる。

本発明の特性および利点は、添付図面について記載した
本発明の実施例に関する以下の説明から明らかになろう
。

（実施例〕 第１図について述べると、本発明の総合的な目的は収斂
検眼用レンズ１０のパワー、を測定することである。

このレンズとしては、完全に球面状検眼用レンズまたは
球面／円筒形の検眼用レンズを同様に使用することがで
きよう。

検眼用レンズ１０のパワーを測定するために使用される
装置は、複数本の光線Ｍを形成するようになった発光手
段１１をレンズの人口側に備え、かつ、光線が光学系の
軸線Ａに垂直な分析平面Ｐ内でＭ′で示した位置におい
て衝突する座標を測定するようになった位置センサ１２
をレンズの出口側に備えている。

本発明の理解を容易にするために、第１図ないし第３図
および第８Ａ図の図では、光線Ｍを比較的に太く示しで
ある。

しかしながら、光線Ｍが図示のサイズよりもはるかに細
いことはいうまでもない。

位置センサ１２には、プロセッサユニット１３が組み合
わされている。プロセッサユニット１３は位置センサ１
２が好ましくは自動的に供給する信号を処理するように
なっている。

本発明によれば、第８Ａ図にも示したように、発光手段
１１は一つの共通の円Ｃ上に３本の光線Ｍ＋　、Ｍｚ　
、Ｍ３を形成するようになっており、例えば、光’ｂ％
Ｍ＋およびＭ、が１３５°だけ隔置され、光ｖＡＭ　ｔ
およびＭ、が１３５°だけ隔置されかつ光線Ｍ１および
Ｍ２が９０″だけ隔置されている。また、発光手段１１
は光学系の軸線上に中心光線Ｍ。を形成するようになっ
ている。

第２図に示した実施例においては、発光手段１１は光源
１５、コリメータ１６およびマスク１７を備えている。

マスク１７には、光ｂ１Ｍの各々のために１個づつ合計
４個の穴１８が形成されている。

中央の穴１８．が光線Ｍ０を形成し、かつ中央の穴１８
゜のまわりの円Ｃ上に配置された３個の穴１８．　　１
８□、１８．が光線Ｍ、、Ｍ２．Ｍ３をそれぞれ形成す
る。

第３図に示した別の実施例においては、発光手段１１は
４個の光ファイバー２０゜、２０３．２０□、２０．の
束を備えている。光ファイバー２０、．２０．．２０□
、２０３の端部はコリメータの光学構成部分、例えば、
ボール、すなわち、マイクロレンズを備えている。前記
光ファイバーは円Ｃ上に光線Ｍ＋　、Ｍｚ　、Ｍ’ｓを
形成しかつ光学系の軸線上に中心光線Ｍ。を形成するよ
うに必要に応じて、すなわち、前述したように配置され
ている。

この実施例においては、光ファイバー２０．．２０１．
２０□、２０３には、光が共通の光分配箱２１により送
られる。

または、別の態様として、光ファイバー２０゜、２０Ｉ
、２０２．２０３の各々は個々の光源、例えば、発光ダ
イオード、レーザまたは電灯を備えることができよう。

本発明による装置は、第１図に示したように、発光手段
１１の出口側に、一度に１本の光線Ｍのみを通過させる
ようになったマスク２２を含む。

しかしながら、もしも光ファイバー２０゜、２０、．２
０□、２０３が使用されるとすれば、マスクを発光手段
１１内の、光源と光ファイバ〜２０ｏ　、２０．．２０
□、２０．への入口箇所との間で作用させることができ
ることはいうまでもない。

また、分析されるレンズの部分のサイズを減少させるた
めに、検眼用レンズ１０の入口側に無限焦点減少装置を
設けてもよいことはいうまでもない。

第４図に示したように、位置センサ１２の後方には電流
・電圧変換器および増幅器段２３が設けられ、またその
後方には、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）２４
が設けられている。ＡＤＣからの信号はコンピュータの
形態のプロセッサユニット２５に送られる。

位置センサ１２は、該位置センサに衝突する光線の強度
に比例する信号を送り出すようになっていることが好ま
しい。

位置センサ１２は、第５図に略図で示したように、例え
ば、平面内の四つの方向の各々において電流ｉＸ１　、
ｉ　Ｘ２　、ｉＹｌ　、ｉＹｔを発生させることにより
光線Ｍの衝突に応答するようになった感光面を備えてい
る。前記電流のうちの二つの電流はＹ軸と合致し、かつ
その他の二つの電流はＹ軸と合致している。

Ｙ軸に沿った二つの相対する方向の電流の比は、例えば
、入射光線Ｍが衝突する点のＸ座標を決定する。Ｙ軸に
沿った二つの相対する方向の電流の比は、例えば、この
光の衝突する点のＹ座標を決定する。

各々の電流の強さは光度に比例する。

電圧・電流変換器および増幅器段２３はその平面内の方
向の数と同数の変換器・増幅器系を備えている。

同じことがＡＤＣ２４およびプロセッサ手段２５につい
てもいえる。

この検眼用レンズの屈折率を決定可能にするために、発
光手段１１からの中心光線Ｍ０に、中心光線が検眼用レ
ンズ１０から反射された後に該中心光線を回収しかつ光
度に関係した信号を供給する検知器２８ｒに中心光線を
導くようになった中心光線回収手段２７がさらに組み合
わされることが好ましい。

この場合には、発光手段１１はファイバーオプチソク発
光手段であることが好ましい。

中心の光ファイバー２０．は、該光ファイバーが搬送す
る強度の半分を検出器２８ｉに導くため、及び反射光線
を回収してその強度の半分を検知器２８ｒに導くために
、Ｘカップラー２９と共に使用される。

検出器２８ｒ及び２８ｉは、第４図に略図で示したよう
に、電流・電圧変換器および増幅器段２３の入力側に位
置センサ１２と並列に動作する。

第１図において、特性を測定しようとする検眼用レンズ
１０の軸！ｖＩＡ’は、発光手段１１および位置センサ
１２の軸線Ａと合致している。

第７図をさらに一般的に応用される光学的な図にするた
めに、第７図においては、これらの軸線Ａ′およびＡは
合致していない。

中心光線Ｍ０は点ｍ。においでレンズ１０と衝突し、レ
ンズ１０を通過した後にレンズの焦点Ｆに向かって偏向
される。

中心光線Ｍ０は前述した点ｍ。の射影である点ｍ′。に
おいて解析平面Ｐと衝突する。

検眼用レンズ１０の中心平面と分析平面Ｐとの間に距離
りおよび検眼用レンズ１０の軸線Ａ′と光学系の軸線Ａ
との間の距離から、計算により、点ｍ′。の座標Ｘ　’
　０　％　Ｙ　’。を、点ｍ。のＸ座標ｘ０、Ｙ座標Ｙ
０の関数として決定することができる。

対称性が保たれるので、光学系の軸線Ａに中心を有する
、したがって点ｍ０に中心を有する半径Ｒの円Ｃ上の点
ｍの投影である点ｍ′の軌跡は、点ｍ。の投影である点
ｍ′。に中心を有する曲線になる。

もしも検眼用レンズ１０が完全に球面レンズであれば、
この曲線は円である。

もしもこの場合のように検眼用レンズ１０が球面形７円
筒形レンズであれば、この曲線は第８Ｂ図に略図で示し
たように楕円Ｃ′である。

この楕円Ｃ′の方程式は次のように表わすことができる
。

Ａ　（Ｘ”−２ＸＸＯ’　）　＋　Ｂ　（ＸＹ−ＸＹａ
’　−ＸＯ’Ｙ　）　＋Ｃ（Ｙ”−２冒。’）　＋Ｆ　
＝Ｏ（１）楕円上の三つの点、すなわち、光線Ｍ　ｌ、
Ｍ　ｚ、Ｍ３により規定された点の投影である点Ｍ′、
Ｍ　’　Ｚ　、Ｍ　’　３の座標は既知である。また、
中心の光線Ｍｏにより規定された点で投影である中心Ｍ
′。の座標も既知である。これらの値を上記の式（１）
に代入することにより、三つの方程式の系を得ることが
でき、この系から式（１）の係数Ａ、Ｂ、ＣおよびＦを
決定してもよい。

それにより、楕円Ｃ′が完全に定義される。

計算により、検眼用レンズ１０の合焦パワーをこの楕円
の長軸および短軸から決定することができることが判明
した。

この場合のように楕円が傾斜している場合には、その傾
斜角からも検眼用レンズ１０のシリンダの角度を決定す
ることが可能になる。

中心から外れた距離すなわち偏心距離からもレンズのプ
リズム値を決定することができる。

検眼用レンズ１０の屈折率ｎは、検出器２８ｒおよび２
８ｉを使用して測定したときの反射係数、すなわち、反
射光線の強度■１と入射光線の強度１．との比Ｒ８から
得られる。

検眼用レンズ１０の光透過率は、検眼用レンズを使用し
て測定された光束と使用しないで測定された光束の比か
ら得られる。

本発明はこの明細書に記載しかつ示した実施例および用
途に限定されるものではなく、そのいかなる変型実施例
をも包含するものであることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置を示したブロック線図、 第２図はこの装置に組み込まれた発光手段の一実施例の
斜視図、 第３図はこれらの発光手段の別の実施例に関する斜視図
、 第４図は本発明による装置に含まれた位置センサおよび
該位置センサと組み合わされたプロセッサユニットに関
する図、 第５図は位置センサと該位置センサと組み合わされたプ
ロセッサユニットとをさらに詳細に示した図、 第６図はレンズの屈折率を測定するための本発明の別の
実施例に関するブロック線図、第７図は本発明による装
置に関する光学線図、第８Ａ図および第８Ｂ図は本発明
が動作する態様を示した図である。 ＩＯ・・・・・・検眼用レンズ、 １１・・・・・・発光手段、 １２・・・・・・位置センサ、 １３・・・・・・フロセッサユニット、Ｍ＋　、Ｍｚ　
、Ｍ３・・・・・・光線、Ｍａ・・・・・・中心光線、 １５・・・・・・光源、 １６・・・・・・コリメータ、 １７・・・・・・マスク、 １８゜、１８８．１８□、１８．・・・・・・穴、２０
゜、２０．．２０□、２０３・・・・・・光ファイツマ
− ２２・・・・・・マスク、 ２３・・・・・・電流・電圧変換器および増幅器段、２
４・・・・・・アナログ・ディジタル変換器、２５・・
・・・・プロセッサユニット、２７・・・・・・中心光
線回収手段、 ２８ｒ、２８ｉ・・・・・・検出器、 Ｐ・・・・・・分析平面、 Ｃ・・・・・・円。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズのパワーを決定するために一つの円上の３
   本の光線と光学系軸線上の１本の光線とを含む複数本の
   光線がレンズを通過するようにし、かつ前記光線がレン
   ズの軸線に垂直な分析平面に衝突する点の座標を測定す
   るために感光性位置サンサを前記レンズの出口側に配置
   した、レンズの少なくとも一つの特性を決定する方法。
2. （２）一つの円上の３本の光線と光学系の軸線上の１本
   の光線とを含む複数本の光線を形成するようになった発
   光手段と、前記光線が光学系の軸線に垂直な分析平面に
   衝突する点の座標を測定するようになった感光性位置セ
   ンサとを備えたレンズの特性を決定する装置であって、
   レンズのパワーを決定するために前記の複数本の光線が
   前記レンズを通過するようにしかつ前記感光性センサを
   前記レンズの出口側に配置したレンズの特性を決定する
   装置。
3. （３）一度に１本の光線のみを通すようになったマスク
   を備えた請求項２記載の装置。
4. （４）前記感光性位置センサが前記分析平面内の四つの
   方向の各々において電流を発生するようになっており、
   前記四つの方向のうちの二つの方向がＸ軸と合致しかつ
   残りの二つの方向がＹ軸と合致した請求項２記載の装置
   。
5. （５）前記レンズの光伝送を決定するために、前記感光
   性位置センサが、該センサと衝突する光線の強度に比例
   する信号を供給するようになったセンサである請求項２
   記載の装置。
6. （６）レンズの屈折率を決定するために、前記発光手段
   からの前記中心光線に関連して、前記レンズから反射さ
   れた中心光線を回収してその中心光線を光度に関係した
   信号を供給する検知器に導く中心光線回収手段が設けら
   れた請求項２記載の装置。