KR200311687Y1

KR200311687Y1 - Optical System for Lens-Meter

Info

Publication number: KR200311687Y1
Application number: KR20-2003-0002263U
Authority: KR
Inventors: 이상훈
Original assignee: 이상훈
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2003-04-26

Abstract

본 발명은 안경렌즈 등의 디옵터 값을 측정하는 자동렌즈미터용 측정 광학계를 구성하는 방법에 관한 것으로 측정광을 발생시키는 광원 S, 발생된 측정광을 피검렌즈 L에 보내주는 콜리메이터 렌즈 C, 피검렌즈 L을 통해서 나오는 측정광을 6등분으로 나누어주는 6홀 아파처 A, 전술한 6홀 아파처 A에서 나누어진 6개의 측정광을 광축에 대하여 6방향으로 편향시켜주는 6방향 프리즘렌즈 P, 6방향 프리즘렌즈 P에 의해서 6방향으로 각기 편향된 측정광을 이미지센서 D에 결상시켜주는 결상렌즈 I 와 결상렌즈 I에 의해서 결상된 광을 전기신호로 바꾸어 연산처리장치 AL로 보내는 이미지센서 D로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈미터용 측정 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to a method for constructing a measuring optical system for an automatic lens meter for measuring diopter values such as spectacle lenses, a light source S for generating measurement light, a collimator lens C for sending the generated measurement light to the test lens L, a test lens 6-hole Apache A, which divides the measurement light emitted through L into 6 equal parts, and 6-way prism lens P, 6 directions that deflects 6 measurement beams divided by the above-mentioned 6-hole Apache A in 6 directions with respect to the optical axis. It consists of an imaging lens I for imaging the measurement light deflected in six directions by the prism lens P to the image sensor D, and an image sensor D for converting the light formed by the imaging lens I to an electrical signal and sending it to the processing unit AL. It relates to a measurement optical system for a lens meter, characterized in that.

Description

Optical System for Lens-Meter

본 발명은 안경렌즈 등의 디옵터 값을 자동으로 측정하는 자동렌즈미터용 측정광학계에 관한 것으로 보다 상세하게는 안경렌즈 등 피검렌즈에 특정한 각도(예: 평행광)로 투사시킨 후 피검렌즈에 의해서 편향되는 측정광의 편향값을 측정하여 피검렌즈의 디옵터값을 자동으로 측정하는 자동렌즈미터용 측정광학계에 관한 것이다.The present invention relates to a measuring optical system for an automatic lens meter that automatically measures the diopter value of the spectacle lens, etc. More specifically, it is deflected by the subject lens after projecting at a specific angle (for example parallel light) to the subject lens such as spectacle lens The present invention relates to a measuring optical system for an automatic lens meter which measures a deflection value of a measuring light to be measured automatically.

전술한 피검렌즈에 의해서 편향되는 측정광의 편향값을 측정하기 위하여 각각의 방향으로 편향된 측정광을 편향방향에 따라 이미지센서 D에 각기 결상시키기 위하여 다수의 축을 가지는 다수 축수 만큼의 광학계를 배치시켜야 할 필요가 있다.In order to measure the deflection value of the measurement light deflected by the above-described test lens, it is necessary to arrange the optical system having a plurality of axes having a plurality of axes in order to image the measurement light deflected in each direction to the image sensor D according to the deflection direction. There is.

도 4는 종래의 기술인 다수의 축을 가지는 다수 축수 만큼의 광학계가 배치된 경우를 보여 주는데, 도 4에서 측정광을 발생시키는 광원 S에서 발생된 측정광은 콜리메이터렌즈 C에 의하여 피검렌즈 L로 보내지고 피검렌즈 L은 피검렌즈의 디옵터량 만큼 입사된 측정광을 편향시켜 아파처A로 보내게 된다. 그러나 아파처A에서 바로 결상렌즈 I로 측정광을 보낼 경우 각각의 방향으로 편향된 측정광들은 결상렌즈I에 의해 결상렌즈I의 결상면에 있는 이미지센서 D에서 다시 합쳐지기 때문에 다시 합쳐지는 것을 방지하기위하여 아파쳐A와 결상렌즈I 사이에 다수의 축을 가지는 다수의 마이크로 렌즈 ML을 배치할 필요가 있게된다.FIG. 4 illustrates a case where the optical system having a plurality of axes having a plurality of axes in the prior art is arranged. In FIG. 4, the measurement light generated by the light source S generating the measurement light is sent to the test lens L by the collimator lens C. The test lens L deflects the incident measurement light by the diopter amount of the test lens and sends it to the Apache A. However, when the measurement light is sent directly from the imager A to the imaging lens I, the measurement light deflected in each direction is recombined by the imaging lens I at the image sensor D on the imaging surface of the imaging lens I, thereby preventing the merged light. It is necessary to arrange a plurality of micro lenses ML having a plurality of axes between the Apache A and the imaging lens I.

상세하게 기술하면 아파처A에서 나누어진 측정광이 도 4에서 처럼 다수의 마이크로 렌즈 ML을 통과하게 되면 측정광의 광축이 마이크로렌즈 ML의 수 만큼 다수로 되기때문에 결상렌즈 I에 의하여 이미지센서 D에 결상 되더라도 다시 합쳐지지 않고 마이크로 렌즈 ML의 수 만큼 점(Spot)의 형태로 결상하게 된다. 이때 전술한 결상된 점(Spot)간의 거리는 피검렌즈 L의 다옵터량을 함수로 하여 형성되기 때문에 전술한 점(Spot)간의 거리를 측정하여 연산처리 장치로 피검렌즈L의 디옵터값을 산출하게된다.In detail, when the measurement light divided by the Apache A passes through the plurality of microlenses ML, as shown in FIG. Even if it does not recombine, it forms an image in the form of spots by the number of microlenses ML. At this time, since the distance between the above-described spots is formed as a function of the multiopter amount of the lens L, the distance between the spots is measured and the diopter value of the lens L is calculated by the arithmetic processing unit.

그러나 가능한 한 렌즈미터는 피검렌즈L의 중심값을 측정해야 하므로 이미지센서D에 다수의 점(Spot)상이 결상 되도록 종래의 기술에 사용되는 다수의 마이크로렌즈 ML은 그 크기가 매우 작아져야 하므로 마이크로렌즈 ML의 조립시 광축간의 각도 정밀도 및 광축간 거리 정밀도 유지가 매우 어렵다. 바꾸어 말하면 종래의 기술을 사용한 자동렌즈미터는 높은 정밀도를 가지는 마이크로렌즈 ML을 다수 사용해야 하므로 부품의 가격이 비싸고 조립조정시간이 많이 걸리는 단점이 있어 종래의 자동렌즈미터는 그 편리성에 비하여 제품가격이 높은 문제점이 있다.However, as much as possible, the lens meter should measure the center value of the lens L, so the microlenses ML used in the prior art have to be very small in size so that many spot images are formed on the image sensor D. It is very difficult to maintain the angular accuracy between the optical axes and the distance between the optical axes when assembling the ML. In other words, the automatic lens meter using the conventional technology requires a large number of microlenses ML with high precision, so that the cost of parts is high and the assembly adjustment time is high. Therefore, the conventional lens lens has a high product price compared to the convenience. There is a problem.

본 발명은 전술한 종래의 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 도 4에 도시한 종래의 기술이 사용된 다수의 마이크로렌즈 ML의 대치용으로 도 3에 도시한 6 방향 프리즘렌즈 P를 사용하여 6 방향 프리즘렌즈 P 1개 만의 사용으로 광학 부품수를 줄이고 자동렌즈미터용 측정광학계의 조립 및 조정시간을 단축시켜 저렴한 비용의 자동렌즈미터용 측정광학계를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems of the conventional technique described above, and to replace the plurality of microlenses ML in which the conventional technique illustrated in FIG. 4 is used, the six-way prism lens P illustrated in FIG. The use of only one directional prism lens P reduces the number of optical components and shortens the assembly and adjustment time of the measuring optical system for the automatic lens meter, thereby providing a low cost measuring optical system for the automatic lens meter.

전술한 목적을 달성하기 위한 6방향 프리즘렌즈P는 도 3의 측면도에 나타나 있듯이 전면(F)이 구면으로 구성된 Plano-Convex Lens(한면은 구면 다른면은 평면인 렌즈)의 뒤쪽(B) 평면에 6조각의 프리즘을 도 3의 정면도에 도시된 것처럼 6방향으로 일정한 각도를 주어 평면으로 배치하여 일체화 한 것으로 광축에 대하여 프리즘각이 존재하도록 구성되어 있어 6방향 프리즘렌즈의 전면(F)을 통과한 측정광은 접속(focusing)되면서 뒷면(B)에 부착된 프리즘 들을 통과한 다음 다수(6개)의 광축을 가지는 광으로 전환된다.As shown in the side view of FIG. 3, the six-way prism lens P for achieving the above object is located on the rear (B) plane of the Plano-Convex Lens (one surface is spherical and the other surface is flat) as shown in FIG. The six pieces of prism are arranged in a flat plane with a certain angle in six directions as shown in the front view of FIG. 3, and the prism angles exist with respect to the optical axis. The measuring light passes through prisms attached to the rear surface B while being focused and then converted into light having a plurality of (6) optical axes.

다시 말하면 종래의 기술에 사용된 다수의 마이크로 렌즈 ML과 동일한 효과를 보여 주게된다.In other words, it shows the same effect as the many micro lens ML used in the prior art.

도 1은 본 발명에 따른 자동렌즈미터용 측정 광학계의 일예를 도시한 블록도.1 is a block diagram showing an example of a measuring optical system for an automatic lens meter according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 자동렌즈미터용 측정 광학계의 일예에 부품으로 적용되는 측정광을 6등분으로 나누어주는 6홀 아파처 A를 도시한 블럭도2 is a block diagram showing a six-hole Apache A for dividing the measurement light applied as a component to an example of the measuring optical system for an automatic lens meter according to the present invention in six equal parts;

도 3은 본 발명에 따른 자동렌즈미터용 측정 광학계의 일예에 부품으로 적용되는 측정광을 광축에 대하여 6방향으로 편향시켜주는 6방향 프리즘렌즈 P를 도시한 블럭도3 is a block diagram showing a six-way prism lens P for deflecting measurement light applied as a component to an optical axis in six directions with respect to an example of a measuring optical system for an automatic lens meter according to the present invention;

도 4는 종래의 기술이 적용된 자동렌즈미터용 측정광학계를 도시한 블럭도4 is a block diagram showing a measuring optical system for an automatic lens meter to which a conventional technique is applied.

도 5는 이미지센서 D에 결상된 점(측정광)의 형상5 is a shape of a point (measured light) formed on the image sensor D;

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

S : 광원 C : 콜리메이터 렌즈 A : 6홀 아파처S: Light source C: Collimator lens A: 6-hole Apache

L : 피검렌즈 P : 6방향 프리즘렌즈 I : 결상렌즈L: Test lens P: 6-way prism lens I: Imaging lens

D : 이미지센서 AL: 연산처리장치 M : 모니터D: Image sensor AL: Processing unit M: Monitor

ML : 다수의 마이크로렌즈ML: Multiple Microlenses

이하 본 발명의 자동렌즈미터용 측정 광학계의 구성도(도1)를 중심으로 하여 본 발명의 구성 및 그 작용에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention and its operation will be described in detail with reference to the configuration diagram (Fig. 1) of the measuring optical system for an automatic lens meter of the present invention.

본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이 측정광을 발생시키는 광원 S, 발생된 측정광을 피검렌즈L에 보내주는 콜리메이터 렌즈C, 피검렌즈 L을 통해서 나오는 측정광을 6등분으로 나누어주는 6홀 아파처A, 전술한 6홀 아파처A에서 나누어진 6개의 측정광을 광축에 대하여 6방향으로 편향시켜주는 6방향 프리즘렌즈 P, 6방향 프리즘렌즈 P에 의해서 6방향으로 각기 편향된 측정광을 이미지센서 D에 결상시켜주는 결상렌즈I와 결상렌즈I에 의해서 결상된 광을 전기신호로 바꾸어 연산처리장치AL로 보내는 이미지센서D로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the light source S for generating measurement light, the collimator lens C for transmitting the generated measurement light to the test lens L, and the 6-hole hurt for dividing the measurement light emitted through the test lens L into 6 equal parts. 6, the six-way prism lens P which deflects the six measurement light beams divided by the six-hole Apache A in six directions with respect to the optical axis, and the six-way prism lens P, respectively. It consists of an imaging lens I that forms an image on D and an image sensor D that converts the light formed by the imaging lens I into an electrical signal and sends it to the processing unit AL.

측정광을 발생시키는 광원 S에서 발생된 측정광이 콜리메이터 렌즈 C에 의하여 피검렌즈 L로 보내지면 피검렌즈L은 피검렌즈L이 가지고 있는 디옵터 량(측정하고자 하는 값)에 따라 측정광을 광축을 중심으로 분산 또는 수렴되는 방향으로 편향시키게 된다. 피검렌즈 L에 의해서 편향된 측정광은 6홀 아파처 A에 의해서 6방향 프리즘렌즈P에 적절히 들어가도록 정형화 된다.When the measurement light generated by the light source S generating the measurement light is sent to the lens L by the collimator lens C, the lens L is centered on the optical axis according to the diopter amount (value to be measured) of the lens L. Deflect in the direction of dispersion or convergence. The measurement light deflected by the lens L to be examined is shaped by the six-hole Apache A to properly enter the six-way prism lens P.

6홀 아파처A에 의해서 정형화된 피검렌즈L의 디옵터정보를 가지고 있는 측정광은 6방향 프리즘 렌즈P를 통과하면서 각각의 프리즘각에 의하여 다수의 광축을 가지는 광으로 전환되게 된다. 다시 말하면 6개의 독립된 광원으로 전환되면서 전술한 6개의 독립된 광원들의 진행방향의 각도차이(피검렌즈L의 디옵터량의 함수임)를 가지고 결상렌즈 1로 들어가게 된다.The measurement light having the diopter information of the lens L to be modeled by the six-hole Apache A is converted into light having a plurality of optical axes by each prism angle while passing through the six-way prism lens P. In other words, the light source enters the imaging lens 1 with the angle difference in the advancing direction of the six independent light sources described above as a function of the diopter amount of the test lens L while being switched to the six independent light sources.

결상렌즈 I로 들어간 측정광은 결상렌즈 I에 의해서 이미지센서 D에 결상 되는데 이미지센서 D에 결상된 형상은 도 5에 도시한 바와 같이 피검렌즈 L이 없거나 피검렌즈 L이 "0"디옵터인 경우에 도 5의 0D의 경우와 같이 결상 되었다면 피검렌즈 L이 "+"디옵터인 경우에는 콜리메이터 렌즈C에 의해서 나온 광의 각도보다 측정광이 피검렌즈 L에 의해서 모아진 형태로 6홀 아파처로 입사하게 되므로 도 5의 +D의 경우와 같이 점간 거리가 좁아지게되고, 피검렌즈L이 "-"디옵터인 경우에는 콜리메이터 렌즈C에 의해서 나온 광의 각도보다 측정광이 피검렌즈L에 의해서 퍼지는 형태로 6홀아파처로 입사하게 되므로 도 5의 -D의 경우와 같이 점간 거리가 넓어지게 된다.The measurement light entering the imaging lens I is imaged on the image sensor D by the imaging lens I. The shape formed on the image sensor D is in the case where there is no lens L or the lens L is "0" diopter as shown in FIG. In the case of imaging as in the case of 0D of FIG. 5, when the test lens L is a “+” diopter, the measurement light is incident on the 6-hole apache in a form collected by the test lens L rather than the angle of the light emitted by the collimator lens C. As in the case of + D, the point-to-point distance becomes narrow, and when the lens L is a "-" diopter, the incident light enters the six-hole aperture in a form in which the measurement light is spread by the lens L rather than the angle of light emitted by the collimator lens C. Therefore, the distance between points becomes wider as in the case of -D of FIG. 5.

또한 전술한 넓어지거나 좁아진 점간 거리는 피검렌즈L의 디옵터량을 함수로 변하기 때문에 연산장치 AL에 사전에 준비된 디옵터별 점간 거리와 비교하면 피검렌즈 L의 디옵터값을 정확히 산출할 수 있게 된다.In addition, since the above-mentioned widened or narrowed point-to-point distance changes the diopter amount of the test lens L as a function, the diopter value of the test lens L can be accurately calculated as compared with the point-to-point distance for each diopter prepared in advance in the computing device AL.

이상에서와 같이 본 발명의 자동렌즈미터용 측정광학계는 종래의 기술인 다수로 구성된 마이크로렌즈(ML)를 일체화된 6방향프리즘렌즈 하나로 대처하여 사용하기 때문에 자동렌즈미터용 측정광학계의 구성부품 수를 줄여 종래의 자동렌즈미터 보다 본 발명의 측정광학계를 사용한 자동렌즈미터는 구성된 부품의 가격 및 생산시 조립시간을 줄일 수 있으므로 정교하고 내구성이 높으며 저렴한 자동렌즈미터의 생산을 가능하게 한다.As described above, the measuring optical system for the automatic lens meter of the present invention reduces the number of components of the measuring optical system for the automatic lens meter because the microlens ML composed of a conventional technology is used to cope with one integrated six-way prism lens. The automatic lens meter using the measuring optical system of the present invention, rather than the conventional automatic lens meter, can reduce the assembly time during production and the cost of the component, thereby enabling the production of sophisticated, durable and inexpensive automatic lens meters.

Claims

In an automatic lens meter for measuring diopter values such as spectacle lenses, the measuring optical system generates a light source S for generating the measurement light, a collimator lens C for sending the generated measurement light to the test lens L, and a measurement light emitted through the test lens L. A prism having a plurality of directions for deflecting a plurality of measured light beams divided in a plurality of holes A and A having a plurality of holes and a plurality of holes described above in a plurality of holes with respect to the optical axis Computational lens AL by converting the imaging light I and the imaging light I imaged by the prism lens P in a plurality of directions by the above-described prism lens P into the image sensor D into an electrical signal. Measuring optical system for an automatic lens meter, characterized in that consisting of an image sensor D to be sent to.