JPH0827218B2 - 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
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Info
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- JPH0827218B2 JPH0827218B2 JP2302327A JP30232790A JPH0827218B2 JP H0827218 B2 JPH0827218 B2 JP H0827218B2 JP 2302327 A JP2302327 A JP 2302327A JP 30232790 A JP30232790 A JP 30232790A JP H0827218 B2 JPH0827218 B2 JP H0827218B2
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- Japan
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- lens
- light
- axis
- position sensor
- ray
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0228—Testing optical properties by measuring refractive power
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
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。
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。
のではないが、特に関するものである。
本発明は、さらに特定すると、実際問題として、複数
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。
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2,27
0,575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。
載の装置の場合にあてはまり、またフランス特許第2,27
0,575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。
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。
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。
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。
号の処理が若干複雑になる。
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。
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、その一局面においては、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。
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とにより、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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をレンズの入口側に備え、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。
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をレンズの入口側に備え、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て
ある。
図および第8A図の図では、光線Ｍを比較的に太く示して
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。
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12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。
されている。プロセッサユニット13は位置センサ12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M1、M2、M3を形成
するようになっており、例えば、光線M1およびM3が135
゜だけ隔置され、光線M2およびM3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M0を形成するよ
うになっている。
11は一つの共通の円Ｃ上に３本の光線M1、M2、M3を形成
するようになっており、例えば、光線M1およびM3が135
゜だけ隔置され、光線M2およびM3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M0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、光線Ｍ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。
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、光線Ｍ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180が光線M0を形成し、かつ中央の穴180のま
わりの円Ｃ上に配置された３個の穴181、182、183が光
線M1,M2,M3をそれぞれ形成する。
わりの円Ｃ上に配置された３個の穴181、182、183が光
線M1,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200、201、202、203の束を備えてい
る。光ファイバー200、201、202、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M1,M2,M3を形成しかつ光学系の軸線上に中心光線M0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。
４個の光ファイバー200、201、202、203の束を備えてい
る。光ファイバー200、201、202、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M1,M2,M3を形成しかつ光学系の軸線上に中心光線M0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200、201、2
02、203には、光が共通の光分配箱21により送られる。
02、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200、201、20
2、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。
2、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。
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200、201、202、2
03が使用されるとすれば、マスクを発光手段11内の、光
源と光ファイバー200、201、202、203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。
03が使用されるとすれば、マスクを発光手段11内の、光
源と光ファイバー200、201、202、203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。
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。
・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。
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,iX2,iY
1,iY2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Ｘ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。
ば、平面内の四つの方向の各々において電流iX1,iX2,iY
1,iY2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Ｘ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。
Ｘ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。
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。
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。
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。
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ック発
光手段であることが好ましい。
光手段であることが好ましい。
中心の光ファイバー200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。
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。
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の軸線Ａ′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。
ズ10の軸線Ａ′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。
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m0においてレンズ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。
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m0の射影である点ｍ′０にお
いて解析平面Ｐと衝突する。
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
Ｄ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′０の座標Ｘ′０、
Ｙ′０を、点m0のＸ座標X0、Ｙ座標Y0の関数として決定
することができる。
Ｄ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′０の座標Ｘ′０、
Ｙ′０を、点m0のＸ座標X0、Ｙ座標Y0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m0の投影である点
ｍ′０に中心を有する曲線になる。
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m0の投影である点
ｍ′０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。
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／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。
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。
る。
Ａ〔X2−2XX0′〕＋Ｂ〔XY−XY0′−X0′Ｙ〕 ＋Ｃ〔Y2−2YY0′〕＋Ｆ＝０ （Ｉ） 楕円上の三つの点、すなわち、光線M1、M2、M3により
規定された点の投影である点Ｍ′１、Ｍ′２、Ｍ′３の
座標は既知である。また、中心の光線M0により規定され
た点で投影である中心Ｍ′０の座標も既知である。これ
らの値を上記の式（Ｉ）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（Ｉ）の係
数A,B,CおよびＦを決定してもよい。
規定された点の投影である点Ｍ′１、Ｍ′２、Ｍ′３の
座標は既知である。また、中心の光線M0により規定され
た点で投影である中心Ｍ′０の座標も既知である。これ
らの値を上記の式（Ｉ）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（Ｉ）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。
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。
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。
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28i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Irと入射光線の強度Iiとの比Reから得られる。
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Irと入射光線の強度Iiとの比Re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。
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、そのいかなる変形実施
例をも包含するものであることは勿論である。
用途に限定されるものではなく、そのいかなる変形実施
例をも包含するものであることは勿論である。
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。 10……検眼用レンズ、 11……発光手段、 12……位置センサ、 13……プロセッサユニット、 M1、M2、M3……光線、 M0……中心光線、 15……光源、 16……コリメータ、 17……マスク、 180、181、182、183……穴、 200、201、202、203……光ファイバー、 22……マスク、 23……電流・電圧変換器および増幅器段、 24……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。
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。 10……検眼用レンズ、 11……発光手段、 12……位置センサ、 13……プロセッサユニット、 M1、M2、M3……光線、 M0……中心光線、 15……光源、 16……コリメータ、 17……マスク、 180、181、182、183……穴、 200、201、202、203……光ファイバー、 22……マスク、 23……電流・電圧変換器および増幅器段、 24……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)
- 【請求項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本の中心光線とを含
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。 - 【請求項２】一つの円上の３本の光線と光学系の軸線上
の１本の中心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、前記感光性
位置センサを前記レンズの出口側に配置し、かつレンズ
を通過する中心光線の通路から中心光線の偏差を決定
し、それにより、レンズの入口側と出口側の間に組み込
まれた任意のプリズムを測定する装置。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8914782A FR2654513B1 (fr) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | Procede et dispositif pour la determiantion des caracteristiques d'un lentille, et, notamment, de sa puissance. |
| FR8914782 | 1989-11-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03172729A JPH03172729A (ja) | 1991-07-26 |
| JPH0827218B2 true JPH0827218B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=9387290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2302327A Expired - Lifetime JPH0827218B2 (ja) | 1989-11-10 | 1990-11-07 | 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 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5108174A (ja) |
| EP (1) | EP0429332B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0827218B2 (ja) |
| DE (1) | DE69006326T2 (ja) |
| ES (1) | ES2050979T3 (ja) |
| FR (1) | FR2654513B1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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