KR20180042252A - 시각 보정 디바이스, 시각 보정 디바이스를 제어하는 방법, 및 쌍안 시력 측정 디바이스 - Google Patents

시각 보정 디바이스, 시각 보정 디바이스를 제어하는 방법, 및 쌍안 시력 측정 디바이스 Download PDF

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Abstract

가변의 배율의 광학 교정으로 관찰 광축(X)을 따른 관찰을 가능하게 하는 시각 보정 디바이스는 광축을 따라, 제1 제어를 따라 가변인 구면도수를 갖는 렌즈(6), 및 광축을 따라, 이러한 광학 어셈블리(2, 4)에 적용되는 적어도 하나의 제2 제어에 따라 가변인 원통형 교정을 생성하는 광학 어셈블리(2, 4)를 포함한다. 시각 보정 디바이스는 또한 이러한 광학 교정을 위해 적어도 하나의 설정치를 수신하는 모듈 및 이러한 렌즈(6) 및 이러한 광학 어셈블리(2, 4)를 분리시키는 거리(β2)를 고려하는 모드에 의해 이러한 설정치에 따라 제1 제어 및 제2 제어를 결정하는 모듈을 포함한다. 시각 보정 디바이스를 제어하는 방법 및 쌍안 시력 측정 디바이스가 또한 제안된다.

Description

시각 보정 디바이스, 시각 보정 디바이스를 제어하는 방법, 및 쌍안 시력 측정 디바이스
본 발명은 특히 주관적인 시력 검사를 위해 의도되는 시력 측정 장비의 부품에 관한 것이다.
본 발명은 보다 상세하게는 시각 보정 디바이스, 시각 보정 디바이스를 제어하는 방법 및 시력 측정 쌍안 디바이스에 관한 것이다.
주관적인 시력 검사의 맥락에서, 시각 보정 디바이스는 일반적으로 가변의 배율의 광학 교정으로 관찰 광축을 따른 관찰을 가능하게 하는데 사용된다.
예를 들어, 그러한 디바이스는 문서 US 2004/032 568로부터 예를 들어 알려져 있으며; 이러한 디바이스는 광축을 따라, 제1 설정에 의존하는 가변의 구면도수를 갖는 렌즈, 그리고 광축을 따라, 광학 어셈블리에 적용되는 적어도 하나의 제2 설정에 의존하는 가변의 원통형 교정을 생성하는 이러한 광학 어셈블리를 포함한다.
그러한 시스템에서, 현재의 설정을 적용시킴으로써 얻어지는 광학 교정값을스크린 상에서 표시하여, 다른 광학 교정값을 얻기 위해 실행자가 설정을 변경하는것을 가능하게 하는 것이 예를 들어 제안된다.
그러나, 이러한 해결법은 주관적인 시력 검사 동안 실행자가 검사하기를 원하는 시각 교정값을 실행자가 시행 착오에 의해 찾도록 강요하므로, 비실용적이다.
이러한 맥락으로, 본 발명은 가변의 배율의 광학 교정으로 관찰 광축을 따른관찰을 가능하게 하는 시각 보정 디바이스로서, 광축을 따라, 제1 설정에 따르는 가변의 구면도수를 갖는 렌즈, 및 광축을 따라, 광학 어셈블리에 적용되는 적어도 하나의 제2 설정에 따르는 가변의 원통형 교정을 생성하는 이러한 광학 어셈블리를 포함하며, 이러한 광학 교정을 위해 적어도 하나의 설정치를 수신하는 모듈, 및 이러한 렌즈 및 이러한 광학 어셈블리를 분리시키는 거리를 고려하는 모델에 의해 이러한 설정치에 따라 제1 설정 및 제2 설정을 결정하는 모듈을 특징으로 하는 시각 보정 디바이스를 제공한다.
앞서 언급한 거리, 즉 렌즈와 광학 어셈블리 사이의 간격이 고려되므로, 이러한 간격에 의해 생성되는 결합 효과들이 고려되고, 제1 설정 및 제2 설정이 렌즈및 광학계에 각각 적용된 후에, 설정치(즉, 실행자에 의해 원해지는 교정)에 정확하게 상응하는 교정이 얻어진다.
제1 설정 및 제2 설정을 결정하는 모듈은 이러한 설정치에 따라 근사 제1 설정값 및 근사 제2 설정값을 결정하는 모듈, 이러한 모델에 기반하여, 근사 제1 설정값을 렌즈에 그리고 근사 제2 설정값을 광학 어셈블리에 적용시킴으로써 얻어지는 적어도 하나의 교정값을 구하는 모듈, 설정치와 구해진 교정값 사이의 비교에 기반하여 교정된 제1 설정값 및 교정된 제2 설정값을 결정하는 모듈을 더 포함할 수 있다.
제1 설정 및 제2 설정을 결정하는 모듈은 그 다음 제1 설정 및 제2 설정으로서 각각 제1 교정된 설정값 및 제2 교정된 설정값을 사용할 수 있다.
따라서 실시간으로, 원하는 설정치 값들이 얻어지는 것을 가능하게 하는 설정값들이 얻어진다.
다른 구상 가능한 실시예에 따르면, 제1 설정 및 제2 설정을 결정하는 모듈은 이러한 모델에 기반하여 구성되는 룩업 테이블(look up table)로부터 제1 설정 (및 선택적으로 제2 설정)을 판독하도록 설계될 수 있다.
특정 실시예들에서, 광학 어셈블리는 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 포함할 수 있으며; 모델은 이러한 경우에 제2 렌즈 및 제3 렌즈를 분리시키는 거리를 고려할 수도 있다.
본 발명은 또한 가변의 배율의 광학 교정으로 관찰 광축을 따른 관찰을 가능하게 하고 렌즈 및 광학 어셈블리를 포함하는 시각 보정 디바이스를 제어하는 방법으로서:
- 이러한 광학 교정을 위해 적어도 하나의 설정치를 수신하는 단계;
- 이러한 렌즈 및 이러한 광학 어셈블리를 분리시키는 거리를 고려하는 모델에 의해 이러한 설정치에 따라 제1 설정 및 제2 설정을 결정하는 단계;
- 제1 설정에 따라 광축을 따른 렌즈의 구면도수를 변경하는 단계; 및
- 제2 설정에 따라 광학 어셈블리에 의해 광축을 따라 생성되는 원통형 교정을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 디바이스를 제어하는 방법을 제공한다.
제1 설정 및 제2 설정을 결정하는 단계는:
- 이러한 설정치에 따라 근사 제1 설정값 및 근사 제2 설정값을 결정하는 하위 단계;
- 이러한 모델에 기반하여, 근사 제1 설정값을 렌즈에 그리고 근사 제2 설정값을 광학 어셈블리에 적용시킴으로써 얻어지는 적어도 하나의 교정값을 구하는 하위 단계;
- 설정치와 구해진 교정값 사이의 비교에 기반하여 교정된 제1 설정값 및 교정된 제2 설정값을 결정하는 하위 단계를 포함할 수 있다.
제어 방법은 그 다음 선택적으로:
- 이러한 모델에 기반하여, 교정된 제1 설정값을 렌즈에 그리고 교정된 제2 설정값을 광학 어셈블리에 적용시킴으로써 얻어지는 적어도 하나의 새로운 교정값을 구하는 하위 단계;
- 설정치와 구해진 새로운 교정값 사이의 비교에 기반하여 새로운 교정된 제1 설정값 및 새로운 교정된 제2 설정값을 결정하는 하위 단계를 포함할 수 있다.
이러한 경우에, 적어도 하나의 새로운 교정값을 구하는 하위 단계 및 새로운교정된 제1 설정값 및 새로운 교정된 제2 설정값을 결정하는 하위 단계는 설정치와 구해진 새로운 교정값 사이의 거리가 미리 설정된 임계치보다 더 크다면 반복될 수 있다.
앞서 언급한 변형예에 따르면, 제1 설정 및 제2 설정을 결정하는 단계는 이러한 모델에 기반하여 구성되는 룩업 테이블로부터 제1 설정 (및 선택적으로 제2 설정)을 판독하는 하위 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 예를 들어, 공통 홀더 상에 장착되는 2개의 광학 디바이스를포함하며, 2개의 광학 디바이스 중 하나 (또는 심지어 2개의 광학 디바이스 각각)이 앞서 제공된 바와 같이 시각 보정 디바이스인 시력 측정 쌍안 디바이스를 제공한다.
비제한적인 예들로서 주어지는 첨부 도면들을 참조하여 하기 설명은 본 발명이 무엇으로 구성되는지 그리고 본 발명이 어떻게 달성될 수 있는지를 이해하는 것을 용이하게 할 것이다.
첨부 도면들에서:
- 도 1은 본 발명의 하나의 예시적 구현에 사용되는 광학 요소들을 개략적으로 도시한다.
- 도 2는 본 발명의 교시들에 따른 예시적인 시각 보정 디바이스의 단면도를 도시한다.
- 도 3은 원통형 렌즈들의 측부에서 도 2의 보정 디바이스의 단면도를 도시한다.
- 도 4는 가변의 구형 렌즈의 측부에서 도 2의 보정 디바이스의 단면도를 도시한다.
- 도 5는 도 2의 시각 보정 디바이스를 제어하는 요소를 개략적으로 도시한다.
- 도 6은 도 5의 제어 요소가 컴퓨팅되는 것을 가능하게 하는 모듈이 구성될 수 있는 가능한 방식의 일 예를 도시한다.
도 1은 본 발명의 교시들에 따른 예시적인 시각 보정 디바이스의 주광학 요소들을 개략적으로 도시한다.
이러한 광학 요소들은 (여기서 C0 과 동일한) 원주도수(C1)의 볼록한 평면-원통형 렌즈(2), (여기서 부이고 -C0 과 동일한) 원주도수(C2)의 오목한 평면-원통형 렌즈(4), 및 가변의 구면도수(SV)의 렌즈(6)를 포함한다.
그러므로, 오목한 평면-원통형 렌즈(4)의 원주도수(여기서 -C0)의 절대값(또는 계수), 여기서 C0 은 볼록한 평면-원통형 렌즈(2)의 원주도수(C0)의 절대값(C0) (또는 계수)와 동일하다.
이러한 3 개의 렌즈(2, 4, 6)는 동일한 광축(X) 상에 배치된다. 정확하게는, 3 개의 렌즈(2, 4, 6) 각각은 광축(X)을 중심으로 위치되는 일반적으로 원통형 외부 형상을 갖는다. 여기서 설명하는 예에서, 렌즈들(2, 4, 6)은 (렌즈들(2, 4, 6)의 크기를 정량화하는) 이하의 직경들: 25㎜, 25㎜, 20㎜를 각각 갖는다.
직경이 더 큰 원주도수 렌즈들(2, 4)이 환자의 눈에의 가변의 구면도수 렌즈(6)의 근접으로 인해 그 자체가 큰 것으로 감지되는 가변의 구면도수 렌즈(6)에 의해 한정되는 시야를 제한하지 않도록 가변의 구면도수 렌즈(6)의 측부 상에 위치되는 환자의 눈으로 이러한 시각 보정 디바이스(10)를 사용하는 것이 바람직하다는 점이 주목될 것이다.
3 개의 렌즈(2, 4, 6) 각각은 광축(X)에 수직인 제 1 평면, 및 제 1 면에 반대이고 광학적으로 능동인 제 2 면을 포함하며:
- 렌즈(2)의 광학적 능동면은 원통형으로 볼록한 형상이고(이러한 면을 한정하는 실린더의 축(Y1)은 광축(X)에 수직으로 놓여 있음);
- 렌즈(4)의 광학적 능동면은 원통형으로 오목한 형상이고(이러한 면을 한정하는 실린더의 축(Y2)은 광축(X)에 수직으로 놓여 있음);
- 가변의 구면도수(SV)의 렌즈(6)의 광학적 능동면은 변형 가능하고 따라서 (도 1 의 동등한 길이 대시들의 라인으로 도시되는 바와 같이) 볼록한 구형 형상, (실선으로 도시되는 바와 같이) 평면 형상 또는 (동등하지 않은 길이 대시들의 라인으로 도시되는 바와 같이)오목한 구형 형상이 주어질 수 있다.
가변의 구면도수(SV)의 렌즈(6)는 예를 들어, 문서 EP 2 034 338 에 설명된타입의 렌즈이다. 그러한 렌즈는 투명한 변형 가능한 막 및 평면의 이동 가능한 투명벽에 의해 폐쇄되는 공동을 포함하며; 공동은 따라서 구형의 오목한 표면, 또는 평면 표면, 또는 구형의 볼록한 표면인 막을 변형시키기 위해 이동 가능한 면에 의해 어느 정도로 제약되는 일정한 체적의 투명 액체를 포함한다. 사용되는 렌즈에서, 너트/볼트 시스템으로 달성되는 모션의 변환은 회전 및 선형 모션의 변환을 보장하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 케이싱(26) 상에 장착되는 링을 회전시키는 것은 렌즈(6)의 일부를 병진시켜, 예를 들어, 앞서 언급한 문서 EP 2 034 338 에 설명한 바와 같이, 앞서 언급한 투명 막의 변형을 야기한다. 따라서, 렌즈(6) 상의 기계적 작동을 통하여 구면도수(SV)를 연속적으로 달리하는 것이 가능하다. 여기서 설명하는 예에서, 렌즈(6)는 -40㎜와 40㎜ 사이의 가변의 초점 거리 즉, -25 D 와 25 D 사이의 가변의 구면도수(SV)를 갖는다(D 는 이접 운동을 측정하는 단위인 디옵터로, 이는 미터로 표현되는 초점거리의 역수임).
더욱이, 평면-원통형 렌즈들(2, 4)은 각각 이미 나타내어진 바와 같이 -C0 및 C0(여기서 C0 = 5 D 임)의 원주도수를 갖는다.
더 상세히 후술하는 바와 같이, 오목한 평면-원통형 렌즈(4) 및 볼록한 평면-원통형 렌즈(2)는 축(X)을 중심으로 회전 가능하게 장착된다(회전이 축(X)을 중심으로 위치됨).
따라서, 볼록한 평면-원통형 렌즈(2)의 광학적 능동면 상에 형성되는 볼록한 실린더의 축(Y1)은 (광축(X)에 고정되고 수직인) 기준축(Y0)과 함께 가변의각도(α1)를 만들 수 있다.
마찬가지로, 오목한 평면-원통형 렌즈(4)의 광학적 능동면 상에 형성되는 오목한 실린더의 축(Y2)은 기준축(Y0)과 함께 가변의 각도(α2)를 만들 수 있다.
볼록한 평면-원통형 렌즈(2) 및 오목한 평면-원통형 렌즈(4)는 광축을 따라 거리(e1)만큼 떨어져 이격되며; 오목한 평면-원통형 렌즈(4) 및 가변의 구면 도수(SV)의 렌즈(6)는 광축을 따라 거리(e2)만큼 떨어져 이격된다. 도 2를 참조하여 후술하는 실시예에서, e1 은 예를 들어, (대략) 1㎜이고(일반적으로, e1 은 0.5㎜와 2㎜ 사이에 포함될 수 있음) e2 는 예를 들어, (대략) 5㎜이다(일반적으로, e2 는 2㎜와 10㎜ 사이에 포함될 수 있음).
단순한 방식으로 막 기술하였던 시스템의 광학 작용을 설명하기 위해, 3 개의 광학 요소(2, 4, 6)로부터 형성되는 시스템의 구면도수(S), 원주도수(C) 및 난시 각도(α)에 대한 식들이 이하에 주어질 것이며, 이러한 식들은 다양한 렌즈 사 이의 간격들(e1, e2)에 의해 야기되는 결합 효과가 무시되는 모델에서 다양한 자오선 상의 이접 운동을 계산함으로써 얻어진다:
Figure pct00001
(식 1)
Figure pct00002
(식 2)
Figure pct00003
(식 3).
식 3 의 항(-C/2)이 원주도수를 제공하는 2 개의 렌즈의 결과에 의해 생성되는 구면도수에 상응한다는 점이 주목될 것이다.
후술하는 바와 같이, 서로 독립적으로 볼록한 평면-원통형 렌즈(2)의 회전 위치 및 오목한 평면-원통형 렌즈(4)의 회전 위치를 설정함으로써, 각도들(α1 및 α2) 각각을 0°에서 360°까지로 독립적으로 달리하고 따라서 2개의 렌즈를 동시에 제어함으로써 얻어지는 0°와 360° 사이에서 조정 가능한 난시의 임의의 각도에 대해, -2.C0 와 2.C0 사이(즉, 여기서 -10 D 와 10 D 사이)에서 조정 가능한 원주도수(C)를 얻는 것이 가능하다. 식 3 이 나타내는 바와 같이, 2 개의 원통형 렌즈의 배향의 결과에 기인하는 구면도수는 가변의 배율의 구형 렌즈를 사용하여 보정된다.
더욱이, 구형 렌즈(6)의 구면도수(SV)를 달리함으로써, 3 개의 렌즈(2, 4, 6)로부터 형성되는 시스템의 구면도수(S)를 조정하는 것이 가능하다.
하나의 구상 가능한 변형예에 따르면, 설정된 원주도수를 제공하는 렌즈들은 동일한(정이거나 부의) 원주도수(C0)를 가질 수 있으며: 이는 2 개의, 선택적으로 동일한 볼록한 평면-원통형 렌즈들, 또는 대안으로서, 2 개의, 선택적으로 동일한 오목한 평면-원통형 렌즈의 문제일 수 있다.
상세하게는 이러한 경우에, 이러한 2 개의 렌즈 및 가변의 구면도수를 제공하는 렌즈로부터 형성되는 시스템의 구면도수(S), 원주도수(C) 및 난시의 각도(α)는 이하의 식들에 의해 주어진다:
Figure pct00004
(식 4)
Figure pct00005
(식 5)
Figure pct00006
(식 6)
항 C0 - C/2 는 원주도수를 제공하는 2 개의 렌즈의 조합에 의해 유도되는 구면도수에 상응한다.
그러므로, 이러한 경우에 (서로 독립적으로) 원주도수를 제공하는 렌즈들을 회전시키고 가변의 구면도수를 제공하는 렌즈의 구면도수를 달리함으로써 특히, 원주도수(C)가 제로(zero)가 되도록 구면도수(S), 원주도수(C) 및 난시의 각도(α)를 조정하는 것이 또한 가능하다.
바로 위에 설명했던 광학 요소들을 사용하는 예시적 시각 보정 디바이스(10)가 도 2 에 도시된다.
때때로 이하의 설명에서, 설명을 명확하게 하기 위해, 도 2, 도 3 및 도 4 의 배향을 한정하는 "상부" 또는 "하부"와 같은 용어들이 사용될 것이다. 이러한 배향이 가능하게는 상기 디바이스에 행해질 사용에 반드시 적용 가능한 것은 아니며, 이 사용에서 유일한 기준 방향이 광축(X)이라는 점이 이해될 것이다.
시각 보정 디바이스(10)는 광축(X)을 따라 잇달아 배치되고 광축(X)에 수직인 평면들에서 쌍으로 조립되는 제 1 부분(14), 제 2 부분(16) 및 제 3 부분(18)으로부터 형성되는 케이싱(12)을 포함한다.
제 1 톱니 휠(22)은 케이싱(12)의 제 1 부분(14)에서 광축(X)을 중심으로 위치되는 회전 운동으로 회전할 수 있도록 장착되고, 제 1 톱니 휠(22)의 중심에서, 이러한 목적으로 제공되는 개구부에서 볼록한 평면-원통형 렌즈(2)를 지탱한다. 제 1 톱니 휠(22) 및 볼록한 평면-원통형 렌즈(2)는 동축이며; 즉, 광축(X)에 수직인 평면의 단면에서, 제 1 톱니 휠(22)의 외부 원주 및 볼록한 평면-원통형 렌즈(2)의 원주는 광축(X)을 중심으로 위치되는 동심원들을 형성한다.
마찬가지로, 제 2 톱니 휠(24)은 케이싱(12)의 제 2 부분(16)에서 광축(X)을 중심으로 위치되는 회전 운동으로 회전할 수 있도록 장착되고, 제 2 톱니 휠(24)의 중심에서, 이러한 목적으로 제공되는 개구부에서 오목한 평면-원통형 렌즈(4)를 지탱한다. 제 2 톱니 휠(24) 및 오목한 평면-원통형 렌즈(4)는 동축이며; 즉, 광축(X)에 수직인 평면의 단면에서, 제 2 톱니 휠(24)의 외부 원주 및 오목한 평면-원통형 렌즈(4)의 원주는 광축(X)을 중심으로 위치되는 동심원들을 형성한다.
제 3 톱니 휠(27)은 케이싱(12)의 제 3 부분(18)에서 광축(X)을 중심으로 위치되는 회전 운동으로 회전할 수 있도록 장착된다. 제 3 톱니 휠(27)은 가변의 구면도수의 렌즈(6)를 지탱하는 케이싱(26)의 원주 상에 제공되고 구면도수(SV)가 제어되는 것을 가능하게 하는 링에 단단히 고정된다. 가변의 구면도수의 렌즈(6)의 케이싱(26)은 케이싱(12)의 제 3 부분(18)에 장착된다.
도 3 에서 분명하게 알 수 있는 바와 같이, 제 1 톱니 휠(22)은 구동 축이 제 1 톱니 휠(22)과 계합하는 제 1 웜 나사(32)를 지탱하는 제 1 모터(42)에 의해(광축(X)을 중심으로) 회전된다. 제 1 모터(42)는 예를 들어, 케이싱(12)의 제 1 부분(14)에 장착된다.
제 1 톱니 휠(22)의 현재의 위치는 제 1 광학 셀(52)에 의해 모니터링된다.
마찬가지로, 제 2 톱니 휠(24)은 구동 축이 제 2 톱니 휠(24)과 계합하는 제 2 웜 나사(34)를 지탱하는 제 2 모터(44)에 의해 광축(X)을 중심으로 회전된다. 제 2 모터(44)는 예를 들어, 케이싱(12)의 제 2 부분(16)에 장착된다.
제 2 톱니 휠(24)의 현재의 위치는 제 2 광학 셀(54)에 의해 모니터링된다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 제 3 톱니 휠(27)은 제 3 톱니 휠(27)과 계합하는 제 3 웜 나사(36)가 장착되는 구동 축을 갖는 제 3 모터(46)에 의해 (광축(X)을중심으로) 제 3 톱니 휠(27)에 관한 한 회전된다. 제 3 모터(46)는 예를 들어, 케이싱(12)의 제 3 부분(18)에 장착된다.
제 3 톱니 휠(27)의 현재의 위치는 제 3 광학 셀(56)에 의해 모니터링된다.
각각의 광학 셀(52, 54, 56)은 예를 들어, 적어도 하나의 광학 센서를 포함하는 한 쌍의 요소들로부터 형성되며; 쌍의 다른 요소는 예를 들어, 광학 방사체이다 (또는 변형예로서, 반사성 요소이며, 이 경우에 광학 방사체가 광학 센서와 연관된다).
제 1, 제 2 및 제 3 모터들(42, 44, 46)은 예를 들어, 여기서 (이하에 미세 스텝들로 지칭되는) 스텝의 8 분의 1 들로 설정되는 20 스텝/회전의 해상도를 갖는텝퍼 모터들이다. 변형예로서, 이러한 모터들은 스텝의 16 분의 1 들로 설정될 수 있다. 변형예로서, 이는 코더들을 갖는 DC 모터들의 문제일 수 있다.
케이싱(12)의 내부 체적 (그리고 더욱이 동일한 방식으로 제 1, 제 2 및 제 3 부분들(14, 16, 18) 각각의 내부 체적)은 모터들(42, 44, 46)을 수용하는 공간(도 2, 도 3 및 도 4 에서 케이싱(12)의 상부 영역) 및 광학 요소들(2, 4, 6)을 수용하는 공간(도 2, 도 3 및 도 4 에서 케이싱(12)의 하부 영역)으로 재분할될 수 있다.
모터들(42, 44, 46)을 수용하는 공간은 광학 요소들(2, 4, 6)을 수용하는 공간의 방향으로 (도면들의 하단 쪽으로) 개방되고 케이싱(12)의 상부면(19)(각각 케이싱(12)의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들(14, 16, 18)의 조립된 상부면들에 의해 형성되는 케이싱(12)의 상부면(19))에 의해 (도면들의 상단 쪽으로) 반대 단부에서 폐쇄되는 근본적으로 평행 6 면체 형상을 갖는다.
모터들(42, 44 및 46)의 구성은 유리하게는 180°이상의 원형 기하학적 구조를 사용하는 것을 가능하게 하며, 이러한 원형 기하학적 구조는 렌즈들의 유용한 반경에 가능한 한 근접하게 광축을 중심으로 위치된다.
광학 요소들(2, 4, 6)을 수용하는 공간은 모터들을 수용하는 공간과 대조적으로, 제 3 톱니 휠(27)의 원주 절반에 걸쳐 제 3 톱니 휠(27)의 원통형 형상과 일치하는 (케이싱(12)의 벽들에 의해 경계가 지어지는) 원통형 형상을 갖는다.
즉, 케이싱(12) (및 그러므로 케이싱(12)의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들(14, 16, 18) 각각)은 광학 요소들(2, 4, 6)을 수용하는 공간에서, 제 3 톱니 휠(27)의 직경과 대략 동일하고 이것보다 약간 더 큰 (광축(X)에 수직인) 직경을 갖는 원통형 형상을 갖는다.
톱니 휠들(22, 24, 27)의 각각의 직경들은 광학계의 두께에도 불구하고 범위의 보존을 촉진하도록 선택된다.
제 1 모터(42) 및 제 1 웜 나사(32)는 제 1 모터(42)가 모터들을 수용하는 공간에 수용되는데 반해, 제 1 웜 나사(32)가 광학 요소들을 수용하는 공간에 놓이는 방식으로 케이싱(12)의 상부면에 수직인 (그리고 그러므로 특히 광축(X)에 수직인) 방향(Z)으로 케이싱(12)에서 연장된다.
제 2 모터(44) 및 제 2 웜 나사(34)에 대해서는, 제 2 모터(44) 및 제 2 웜 나사(34)는 동일한 방향으로 그러나, 원주도수 렌즈들(2, 4)에 대하여 제 1 모터(42) 및 제 1 웜 나사(34)와 반대로 케이싱(12)에서 연장된다. 제 2 모터(44)는 모터들을 수용하는 공간에 수용되는데 반해, 제 2 웜 나사(34)는 광학 요소들을 수용하는 공간에 놓인다.
따라서, 제 1 웜 나사(32) 및 제 2 웜 나사(34)가 제 1 톱니 휠(22) 및 제 2톱니 휠(24)에 의해 형성되는 어셈블리의 어느 한 측 상에 위치되고, 이러한 다양한 부분(제 1 웜 나사(32), 제 2 웜 나사(34), 제 1 또는 제 2 톱니 휠(22, 24))의 (앞서 언급한 축들(X 및 Z)에 수직인 축(Y)을 따른) 측면 크기가 제 1 및 제 2 웜 나사들(32, 34)이 제 1 및 제 2 웜 나사들(32, 34)을 수용하는데 필요한 추가 공간 없이 광학 요소들을 수용하는 공간에 포함되도록 제 3 톱니 휠(27)의 직경보다 더 작다는 점이 주목될 것이다.
더욱이, 제 1 및 제 2 모터들(42, 44)은 각각 제 1 및 제 2 톱니 휠들(22,24) 각각의 크기보다 더 크고, 케이싱(12)의 제 1 및 제 2 부분들(14, 16) 각각의 크기보다도 더 큰 광축(X)을 따른 크기를 갖는다. 그러나, 이러한 제 1 및 제 2 모터들(42, 44)이 (축(Z)에 대하여) 케이싱(12)의 각각의 측부 상에서 앞서 나타내어진 바와 같이 배치되므로, 이러한 제 1 및 제 2 모터들(42, 44)은 각각 케이싱(12)의 제 1 부분(14) 및 제 2 부분(16)에 따라, 광축(X)을 따라 연장되는 공간을점유할 수 있다.
예를 들어, 제 1 및 제 2 모터들(42, 44) 각각은 6 과 12 사이에 포함되는예를 들어, 10㎜의 측면 크기(모터의 외부 직경)를 갖는데 반해, 제 1 및 제 2 톱니 휠들(22, 24) 각각은 1 과 4 사이에 포함되는 예를 들어, 2.5㎜의 두께(축(X)을 따른 크기)를 갖는다.
제 3 모터(46) 및 제 3 웜 나사(36)는 대조적으로 케이싱(12)의 제 3 부분(18)에 따라 축(X)을 따라 연장되는 영역에서 모터들을 수용하는 공간에 위치된다. 따라서, 제 3 웜 나사(36)는 제 3 톱니 휠(27)의 상부 부분에서 제 3 톱니 휠(27)과 계합하여, 케이싱(12)이 앞서 나타내어진 바와 같이 제 3 톱니 휠(27)의하부 부분에서의 케이싱(12)의 형상에 근접하게 뒤따르는 것을 가능하게 한다.
설명하는 예에서 도 4 에 도시된 바와 같이, 제 3 모터(46) 및 제 3 웜 나사(36)의 축은 케이싱(12)의 상부면에 대하여 (상세하게는 앞서 언급한 축(Y)에 대하여) 약간 기울어진다.
예를 들어, 제 3 톱니 휠(27)의 두께가 0.3㎜와 2㎜ 사이에 포함되도록 제공된다.
다양한 요소의 이러한 구성은 전형적으로 15㎜ 와 20㎜ 사이에 포함되는 두께를 갖는 비교적 얇은 케이싱이 얻어지는 것을 가능하게 한다.
케이싱(12)은 또한 예를 들어, 모터들을 수용하는 공간의 상부 영역에서, 여기서 공통 인쇄 회로 기판에 의해 지탱되는 복수의 집적 회로로 형성되는 제어요소(50)를 포함한다.
더욱이, 전력을 저장하는 디바이스, 여기서 배터리(58)(그러나, 변형예로서, 이는 슈퍼 커패시터(super capacitor)일 수 있음)는 장치를 독립형으로 만들도록 제공된다. 예를 들어, 또한 전력 저장 디바이스(58)를 재충전하는 비접촉 요소들이 제공된다. 배터리(58)는 특히 모터들(42, 44, 46) 및 제어 요소(50)가 전력이 공급되는 것을 가능하게 한다.
그러한 제어 요소(50)의 주요소들, 그리고 앞서 언급한 모터들(42, 44, 46) 및 앞서 언급한 광학 셀들(52, 54, 56)에의 주요소들의 연결들이 도 5 에 개략적으로 도시된다.
제어 요소(50)는 광학 요소들(2, 4, 6)로부터 형성되는 광학계에 의해 생성되는 보정을 한정하는 구면도수(S), 원주도수(C) 및 난시의 각도(α)에 대한 설정치 정보 즉, 사용자가 원하는 값들을 나타내는 정보를 여기서 무선 링크를 통하여 수신하도록 설계되는 수신 모듈(60)을 포함한다.
수신 모듈(60)은 예를 들어, 사용자에 의해 제어되는 적외선 방사 리모컨으로부터 이러한 설정치 정보를 수신하는 적외선 수신 모듈이다. 변형예로서, 이러한 설정치 정보가 개인용 컴퓨터로부터 무선 링크 예를 들어, 로컬 무선 네트워크를 통하여 수신되도록 제공될 수 있으며; 사용자는 이러한 경우에 컴퓨터 상의 상호적인 선택에 의해 시각 보정 디바이스에 대한 구면도수(S), 원주도수(C) 및 난시의 각도(α)의 값들을 선택할 수 있다.
수신 모듈(60)은 수신되는 설정치 정보(S, C, α)를 (예를 들어, 후술하는 바와 같이 컴퓨팅 기계의 기능들을 수행하도록 컴퓨터 프로그램을 실행시키는 프로세서로 구성되는) 컴퓨팅 기계(66), 상세하게는 이러한 컴퓨팅 기계(66)에 의해 구현되는 전환 모듈(68)로 송신한다.
전환 모듈(68)은 도 6 을 참조하여 후술하는 것에 따라 입력으로서 수신되는 설정치 값들(S, C, α)을 얻는데 필요한 각도들(α1, α2)의 값들 및 구면도수(SV)의 값을 결정한다.
컴퓨팅 기계(66)는 또한 원하는 값들이 얻어지는 것을 가능하게 하는 톱니 휠들(22, 24, 27)에 대한 각각의 위치들을 얻기 위해 모터들(42, 44, 46) 각각을 다른 것들과 독립적으로 제어하도록 전환 모듈(68)에 의해 컴퓨팅되는 각도들(α1, α2) 및 구면도수(SV)의 값들을 입력으로서 수신하고 제어 신호들을 모터들(42, 44, 46)로 보내는 제어 모듈(70)을 구현하며:
- 제어 모듈(70)은 (제 1 톱니 휠(22)에 의해 지탱되는) 볼록한 평면-원통형 렌즈(2)의 광학적 능동 원통형 표면의 축(Y1)이 기준 방향(Y0)과 함께 각도(α1)를 만드는 위치만큼 멀리 광축(X)을 중심으로 제 1 톱니 휠(22)이 회전하게 하도록 제 1 모터(42)를 제어하고;
- 제어 모듈(70)은 (제 2 톱니 휠(24)에 의해 지탱되는) 오목한 평면-원통형 렌즈(4)의 광학적 능동 원통형 표면의 축(Y2)이 기준 방향(Y0)과 함께 각도(α2)를 만드는 위치만큼 멀리 광축(X)을 중심으로 제 2 톱니 휠(24)이 회전하게 하도록 제 2 모터(44)를 제어하고;
- 제어 모듈(70)은 가변의 구면도수를 제어하는 링이 구면도수(SV)를 전환모듈(68)에 의해 컴퓨팅되는 배율로 설정하는 위치만큼 멀리 광축(X)을 중심으로 제 3 톱니 휠(27)이 회전하게 하도록 제 3 모터(46)를 제어한다.
각각의 톱니 휠(22, 24, 27)의 위치는 각각이 연관되는 톱니 휠 상에서, 당해의 휠의 원주 상의 기준점(예를 들어, 이(tooth)들이 없는 지점)에 대하여 광학 셀을 통과했던 이의 수를 각각 측정하는 광학 셀들(52, 54, 56) 각각에 의해 각각의 순간에서 알려진다.
여기서 설명하는 예에서, 제 2 모터(44)/제 2 웜 나사(34)/제 2 톱니 휠(24)어셈블리처럼 제 1 모터(42)/제 1 웜 나사(32)/제 1 톱니 휠(22) 어셈블리는 톱니휠(22, 24)의 한번의 회전이 연관된 모터(42, 44)의 15040 개의 미세 스텝에 상응하는 정도의 기어비를 갖는다. 그러므로, 해상도(하나의 미세 스텝에 대한 톱니 휠들(22, 24)의 회전 각도)는 각도들(α1 및 α2)에 대해 0.024°이다.
제 3 모터(46)/제 3 웜 나사(36)/제 3 톱니 휠(46) 어셈블리는 제 3 모터(46)/제 3 웜 나사(36)/제 3 톱니 휠(46) 어셈블리에 관한 한 회전 당 16640 개의 미세 스텝의 기어비를 갖는다. 가변의 구면도수를 제어하는 링은 -25 D 내지 25 D의 구면도수의 변화(즉, 50 D 의 변화의 스팬(span))를 얻기 위해 120°의 각 스팬(그러므로 5547 개의 미세 스텝에 상응함)에 걸쳐 조정 가능하다. 그러므로, 해상도(하나의 미세 스텝에 대한 구면도수(SV)의 변화)는 0.009 D 이다.
하나의 구상 가능한 실시예에 따르면, 당해의 시각 보정 디바이스의 배율 설정치들을 선택적으로 교정하기 위해 제어 요소(50)가 구형 렌즈(6)의 입구면과 시각 보정 디바이스를 통해 관찰하는 눈의 각막의 정점 사이의 거리를 고려하도록 제공될 수 있다. 이러한 거리(때때로 "렌즈-눈 거리(lens-eye distance)"에 대해 LED 로 표시됨)는 그렇게 하기 위해 알려진 수단에 의해 얻어질 수 있다.
동등한 초점 거리(F)의 구면도수(S)의 예를 취하면, 위치 선정 오차(ε)는 구면도수(S’)와 동등한 초점 거리(F')의 교정이 필요함을 의미할 것이며, 여기서:
Figure pct00007
및
Figure pct00008
이며,
이는 제 1 근사치에
Figure pct00009
를 부여한다.
그러므로, 제어 요소(50)는 이러한 실시예에 따라, 입력으로서 수신되는 설정값들(S, C, α)뿐만 아니라 눈-디바이스(여기서 렌즈(6)의 각막-입구면) 거리에 따라서도 각도들(α1, α2)의 값들 및 구면도수(SV)의 값 (그리고 앞서 나타내어진 바와 같이 모터들에 각각 적용되는 제어 신호들)을 결정한다. 렌즈-눈 거리가 여기서 제어 요소(50)에 의해 고려되며, 제어 요소(50)는 원시 설정치들(즉, 렌즈-눈 거리가 고려되지 않음)을 수신한다는 점이 주목될 것이다.
더욱이, 초기 설정값들(α1, α2, SV)에서 새로운 설정값들(α’1, α’2, S’V)로 변화하는 동안, 제 1, 제 2 및 제 3 모터들(42, 44, 46) 각각이 설정치 변화들 중 하나의 진폭(예를 들어, 구면도수 | S’V - SV |의 절대값의 변화(여기서, | x |는 x 의 절대값임))에 선택적으로 의존할 수 있는 주어진 길이의 시간(T)(초)동안 작동되도록 제공될 수 있다.
이렇게 하기 위해, 컴퓨팅 기계(66)는 예를 들어, 각도(α1)에서 각도(α’1)로의 변화를 가능하게 하는 모터(42)의 미세 스텝의 수(p1), 각도(α2)에서 각도(α’2)로의 변화를 가능하게 하는 모터(44)의 미세 스텝의 수(p2), 그리고 구면도수(SV)에서 구면도수(S’V)로의 변화를 가능하게 하는 모터(46)의 미세 스텝의 수(p3)를 결정한다. 컴퓨팅 기계(66)는 그 다음 모터(42)가 초 당 p1/T 미세 스텝의 속도로 회전하고, 모터(44)가 초 당 p2/T 미세 스텝의 속도로 회전하고 모터(46)가 초 당 p3/T 미세 스텝의 속도로 회전할 것을 지시한다.
제어 요소(50)는 또한 측정된 주변 온도에 대한 정보를 전달하는 온도 센서(62), 그리고 예를 들어, 수직 부분에 대하여 시각 보정 디바이스(10)의 배향에 대한 정보를 전달하는 예를 들어, 가속도계의 형태를 취하는 경사계(64)를 포함한다.
컴퓨팅 기계(66)는 온도 센서(62)에 의해 생성되는 온도 정보의 항목 및 경사계(64)에 의해 생성되는 배향 정보의 항목을 수신하고 모터들(42, 44, 46)로 송신하라는 커맨드들(commands)의 결정의 맥락에서 이러한 정보의 항목들을 사용한다.
설명된 예에서, 제어 모듈(70)은 온도(설명된 예에서 대략 0.06 D/°C)로 인한 렌즈(6)의 구면도수의 변화들을 보정하기 위해 온도 정보의 항목 그리고 시각 보정 디바이스(10)의 배향의 변화들로 인한 구동 시스템(모터들, 웜 나사들, 톱니 휠들)의 가능한 방해물들을 보정하기 위해 배향 정보의 항목을 사용한다.
전환 모듈(68)이 구성될 수 있는 방식의 일 예를 도 6을 참조하여 이제 설명할 것이다.
이미 나타내어진 바와 같이, 이러한 전환 모듈(68)은 여기서 다양한 렌즈를 분리시키는 거리들(e1, e2)을 고려하는 모델을 사용하여, 입력으로서 수신되는 설정치 값들(S, C, α)을 얻는데 필요한 각도들(α1, α2)의 값들 및 구면도수(SV)의 값을 결정하도록 설계된다.
컴퓨팅 기계(66)에 대해 이미 나타내어진 바와 같이, 전환 모듈(68)은 기능적 블록들의 형태로 도 6에 도시되지만, 컴퓨터 프로그램 명령어들의, 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서)에 의한 실행을 통하여 실제로 구현될 수 있다.
전환 모듈(68)은 입력으로서 설정치 값들(S, C, α)을 수신하고 예를 들어, 이하와 같이 각도들(α1, α2) 및 구면도수(SV)에 대한 근사값들(
Figure pct00010
)을 이러한 기반 상에서 결정하는 제 1 블록(80)을 포함한다:
Figure pct00011
이러한 식들이 앞서 주어진 것들에 기반하고 다양한 렌즈를 분리시키는 간격들(e1, e2)을 고려하지 않는다는 (따라서, 얻어지는 결과들이 “근사값들”로서 지정된다는) 점이 주목될 것이다.
근사값들(
Figure pct00012
)은 제 2 블록(82) 및 가산기 블록(88)으로 송신된다.
제 2 블록(82)은 입력으로서 근사값들을 수신하고 수신되는 근사값들(
Figure pct00013
)이 디바이스에 사용되었다면, (2 개의 원통형 렌즈(2, 4) 및 가변의 구면 도수의 렌즈(6)로부터 형성되는 광학계로) 얻어질 구면도수(S’), 원주도수(C’) 및 난시 각도(α’)의 값들을 추정한다. 이러한 추정은 다양한 렌즈를 분리시키는 거리들(e1, e2)을 고려하는 모델에 기반한다.
여기서 예를 들어 걸스트란드(Gullstrand)의 식들을 사용하여, (각도(Φ)로 나타내어지는) 각각의 자오선에 대한 광학 도수는 (2 개의 원통형 렌즈(2, 4) 및 가변의 구면도수의 렌즈(6)로부터 형성되는 광학계로) 이하이며:
Figure pct00014
여기서,
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
이며, 여기서, w0 은 렌즈(6)의 테이고, h 는 렌즈(6)의 두께이고 nLV는 렌즈(6)를 충전하는 액체의 굴절률이며, K 는 멤브레인의 나머지 위치와 가변의 렌즈의 주요 대상 평면 사이의 거리이다.
그러므로, 파라미터들(A1, A2 및 A3)은 SV 의 가변의 함수들인데 반해, 다른 파라미터들은 (교정될 수 있는) 시스템의 상수들이다.
광학계의 구면도수, 원주도수 및 난시 각도의 정의에 의해, 이러한 광학 도수(P)는 각각의 자오선에 대해:
Figure pct00018
로 기록될 수도 있다.
따라서 예를 들어,
Figure pct00019
를 계산하고 2 개의 특정 값(예를 들어,
Figure pct00020
)을 취함으로써 C’ 및 α’를 얻는 것이 가능하며, 이는 tan 2α' 및 C'²가 얻어지는 것을 가능하게 한다.
더욱이,
Figure pct00021
의 상수 부분은 위의 식에 따라 S’에 접근한다.
제2 블록(82)으로부터의 출력으로서 생성되는 구면도수(S’), 원주도수(C’)및 난시 각도(α')의 값들은 이러한 값들 각각과 상응하는 설정치 값(S, C, α) 사이의 차이를 컴퓨팅하는 감산기 블록(84)으로 송신된다. 따라서, 감산기 블록(84)은 (각각의 파라미터에 대해, 근사값들의 사용으로 인한 오류를 나타내는) 이하의 값들을 출력한다:
ΔS = S - S'; ΔC = C - C'; Δα = α - α'.
감산기 블록(84)으로부터 출력되는 오류값들(ΔS, ΔC, Δα)은 (예를 들어, 값들(S', C', α' 및
Figure pct00022
) 주변의 동등의 선형화:
Figure pct00023
에 의해) 이러한 오류값들(ΔS, ΔC, Δα)과 연관된 설정들(α1, α2, SV)에서의 각각의 변동들(Δα1, Δα2, ΔSV)을 결정하도록 설계되는 제 3 블록(86)으로 입력된다. ΔS 의 값들은 예를 들어, 도함수들(dS'/d(
Figure pct00024
), dS'/d(
Figure pct00025
) 및 dS'/d(
Figure pct00026
))을 각각 취함으로써
Figure pct00027
및
Figure pct00028
에 대해 얻어진다. 상기 과정은 ΔC 및 Δα 에 대해 동일하다. 다음에, 식들의 얻어지는 시스템은 특정 값들을 사용하여 통상적으로 해결된다.
설정 변동들(Δα1, Δα2, ΔSV)은 그 다음 또한 이미 나타내어진 바와 같이, 제 1 블록(80)에 의해 생성되는 근사값들(
Figure pct00029
)을 입력으로서 수신하는 가산기 블록(88)으로 입력된다.
그러므로, 이러한 가산기 블록(88)은 이하의 설정값들을 출력으로서 생성한다:
Figure pct00030
앞서 수행된 계산들에 의해, 이러한 설정값들(α1, α2, SV)은 제 3 블록(86) 내에서 이용되는 선형화 동안 행해지는 근사화와 관련되는 최소 오류로, 렌즈들의 간격과 관련되는 결합 효과들을 고려하면서, 설정치 값들(S, C, α)이 얻어지는 것을 가능하게 한다.
하나의 구상 가능한 변형예에 따르면, 도 6의 파선으로 도시된 바와 같이, 오류값들(ΔS, ΔC, Δα) 각각이 0 쪽으로 집중하게 하기 위해 상술한 과정의 하나 이상의 새로운 반복(예를 들어, 오류값들 각각이 미리 설정된 임계치보다 더 낮을 때, 중단되는 반복 과정)을 적용시키는 것이 가능하다. 이러한 이후의 반복들의 경우, 앞선 반복으로부터 출력되는 설정값들(α1, α2, SV)이 현재의 반복에서의 근사값들(
Figure pct00031
)로서 사용된다.
막 설명하였던 과정이 설정치 값들(S, C, α)에 따라, 다양한 렌즈(2, 4, 6)를 분리시키는 거리들(e1, e2)을 고려하는 모델에 의해 설정값들(α1, α2, SV)이 실시간으로 결정되는 것을 가능하게 한다는 점이 이해될 것이다.
다른 구상 가능한 실시예에 따르면, 전환 모듈(68)은 설정값들의 많은 3중항(α1, α2, SV)을 메모리에(룩업 테이블 또는 LUT 내에) 저장할 수 있고, 각각의 3 중항(α1, α2, SV)의 경우, 값들의 3 중항(S, C, α)은 당해의 설정값들(α1, α2, SV)을 사용하여 얻어진다.
설정값들의 3 중항(α1, α2, SV)과 연관된 값들의 3 중항들(S, C, α)은 (예를 들어, 앞서 주어진 식들에 의해) 렌즈들(2, 4, 6)을 분리시키는 거리들을 고려하는 모듈을 사용하여 사전에 컴퓨팅되고 이미 나타내어진 바와 같이, 전환 모듈(68)에서의 메모리에 저장된다.
실제로, 구상 가능한 값 범위들에 걸쳐 규칙적으로 분포되는 S 및 C의 가능한 값들과 연관된 3중항들이 메모리에 저장된다. 예를 들어, 범위 [-20D, 20D]에서의 S 의 160 개의 값(이는 0.25D 의 간격에 상응함) 그리고 범위 [0, 8D]에서의 C 의 32개의 값(이는 또한 0.25D 간격에 상응함)이 사용되고 파라미터 α 가 단순한 순환에 의해 처리되며, 이는 하나의 쌍(S, C)과 각각 연관된 설정값들의 5120 개의 3 중항(α1, α2, SV)만이 메모리에 저장되는 것을 가능하게 한다.
연산에서, 전환 모듈(68)은 저장된 3 중항들(S, C, α)로부터 값들이 입력으로서 수신되는 설정치 값들(S, C, α)에 가장 근접한 3 중항을 선택하며; 전환 모듈(68)은 그 다음 선택된 3 중항과 (룩업 테이블에서) 연관된 설정값들의 3 중항(α1, α2, SV)을 판독하고 판독된 값들을 출력한다.
막 언급되었던 실질적 예에서, 3 중항들(α1, α2, SV)은 쌍(S, C)과 각각 연관되어 메모리에 저장되고, 전환 모듈(68)은 값들이 설정치 값들(S, C)에 가장 근접한 쌍과 연관된 값들(α1, α2, SV)을 판독하고 각도(α)를 고려하기 위해 순환 교정을 행한다.
하나의 구상 가능한 변형예에 따르면, (온도로 인한 렌즈(6)의 구면도수의 변동들에 대해 앞서 나타내어지는 바와 같이 보정하기 위해) 온도를 더욱이 고려하는 것이 가능하다. 전환 모듈(68)은 예를 들어 이러한 경우에, 하나의 주어진 온도와 각각 연관된 복수의 룩업 테이블을 메모리에 저장한다. 사용 중에, 전환 모듈(68)은 온도 센서(62)에 의해 전달되는 온도 정보의 항목과 연관된 룩업 테이블을 선택하고 선택된 룩업 테이블을 이용하여 상술한 처리를 수행한다.
다른 구상 가능한 실시예에 따르면, 전환 모듈(68)은 광선 추적 시뮬레이션에 의해 입력으로서 수신되는 설정치 값들(S, C, α)을 얻는데 필요한 각도들(α1, α2)의 값들 및 구면도수(SV)의 값을 결정할 수 있으며, 광선 추적은 렌즈들(2, 4, 6)이 렌즈들(2, 4, 6)의 각각의 위치에서 모델링되고 그러므로 이러한 렌즈들(2, 4, 6)을 분리시키는 거리들을 고려하는 환경에서 수행된다.
시각 보정 디바이스(10)는 잭슨 교차 실린더 함수(Jackson-cross-cylinder function)를 제공하는 데 사용될 수 있으며, 또한 잭슨 교차 실린더들은 플립(flip) 교차 실린더들로 지칭된다.
제 1 예에 따르면, 이러한 함수는 필요한 원통형 교정의 각도(α0)(때때로"실린더 축"으로 표시되는 파라미터)를 검증하는데 (또는 구하는데도) 사용될 수 있다. 여기서, 구면도수 교정값(S0) 및 원주도수 교정값(C0)이 또한 사전에 결정된 것으로 가정한다.
잭슨 교차 실린더 함수는 그 때 예를 들어, 설정치들의 2 개의 세트 즉, 각도(α0)에 의해 한정되는 축으로부터의 45°에서 원주도수(Cvar)(예를 들어, 0.5 D)의 부가에 상응하는 제 1 세트의 설정치들:
- 난시의 각도 설정치 α1 = α0 - 0.5.atan(Cvar/C0);
- 원주도수 설정치 C1 = Root(C0²+Cvar²)(여기서 Root 는 제곱근 함수임); 및
- 구면도수 설정치 S1 = S0 + C0/2 - C1/2,
그리고 각도(α0)에 의해 한정되는 축으로부터의 45°에서 원주도수(-Cvar)의 부가에 상응하는 제 2 세트의 설정치들:
- 난시의 각도 설정치 α2 = α0 - 0.5.atan(Cvar/C0);
- 원주도수 설정치 C2 = Root(C0²+Cvar²); 및
- 구면도수 설정치 S2 = S0 + C0/2 - C2/2 를 빠른 교호로 적용함으로써 제공된다.
제2 예에 따르면, 이러한 함수는 필요한 원주도수 교정값(C0)의 값을 검증하는데 (또는 구하는데도) 사용될 수 있다. 여기서, 구면도수 교정값(S0) 및 난시의 각도값(α0)이 또한 사전에 결정된 것으로 가정한다.
잭슨 교차 실린더 함수는 그 때 예를 들어, 설정치들의 2 개의 세트 즉, 각도(α0)에 의해 한정되는 축 상의 원주도수(Cvar)(예를 들어, 0.5 D)의 부가에 상응하는 제 1 세트의 설정치들:
- 난시의 각도 설정치 α1 = α0;
- 원주도수 설정치 C1 = C0 + Cvar; 및
- 구면도수 설정치 S1 = S0 - Cvar/2,
그리고 각도(α0)에 의해 한정되는 축 상의 원주도수(-Cvar)의 부가에 상응하는 제 2 세트의 설정치들:
- 난시의 각도 설정치 α2 = α0;
- 원주도수 설정치 C2 = C0 - Cvar; 및
- 구면도수 설정치 S2 = S0 + Cvar/2 를 빠른 교호로 적용함으로써 제공된다.

Claims (12)

  1. 가변의 배율의 광학 교정으로 관찰 광축(X)을 따른 관찰을 가능하게 하는 시각 보정 디바이스로서:
    - 광축을 따라, 제 1 설정(SV)에 따르는 가변의 구면도수를 갖는 렌즈(6); 및
    - 상기 광축을 따라, 광학 어셈블리(2, 4)에 적용되는 적어도 하나의 제 2 설정(α1, α2)에 따르는 가변의 원통형 교정을 생성하는 광학 어셈블리(2, 4)를 포함하며,
    - 상기 광학 교정을 위해 적어도 하나의 설정치(S, C, α)를 수신하는 모듈(60); 및
    - 상기 렌즈(6) 및 상기 광학 어셈블리(2, 4)를 분리시키는 거리(e2)를 고려하는 모델에 의해 상기 설정치(S, C, α)에 따라 상기 제 1 설정(SV) 및 상기 제 2 설정(α1, α2)을 결정하는 모듈(68)을 특징으로 하는 시각 보정 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 설정(SV) 및 상기 제 2 설정(α1, α2)을 결정하는 모듈(68)은:
    - 상기 설정치(S, C, α)에 따라 근사 제 1 설정값(
    Figure pct00032
    ) 및 근사 제 2 설정값(
    Figure pct00033
    )을 결정하는 모듈(80);
    - 상기 모델에 기반하여, 상기 근사 제 1 설정값(
    Figure pct00034
    )을 상기 렌즈(6)에 그리고 상기 근사 제 2 설정값(
    Figure pct00035
    )을 상기 광학 어셈블리(2, 4)에 적용시킴으로써 얻어지는 적어도 하나의 교정값(S', C', α')을 구하는 모듈(82);
    - 상기 설정치(S, C, α)와 상기 구해진 교정값(S', C', α') 사이의 비교(ΔS, ΔC, Δα)에 기반하여 제 1 교정된 설정값(α1, α2) 및 제 2 교정된 설정값(SV)을 결정하는 모듈(84, 86, 88)을 포함하는, 시각 보정 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 설정 및 상기 제 2 설정을 결정하는 모듈(68)은 제 1 설정 및 제 2 설정으로서 각각 상기 제 1 교정된 설정값(α1, α2) 및 상기 제 2 교정된 설정값(SV)을 사용하도록 설계되는, 시각 보정 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 설정 및 상기 제2 설정을 결정하는 모듈(68)은 상기 모델에 기반하여 구성되는 룩업 테이블로부터 상기 제1 설정을 판독하도록 설계되는, 시각 보정디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 어셈블리는 제 2 렌즈(2) 및 제 3 렌즈(4)를 포함하고 상기 모델은 상기 제 2 렌즈(2) 및 상기 제 3 렌즈(4)를 분리시키는 거리(e1)를 고려하는, 시각 보정 디바이스.
  6. 가변의 배율의 광학 교정으로 관찰 광축(X)을 따른 관찰을 가능하게 하고 렌즈(6) 및 광학 어셈블리(2, 4)를 포함하는 시각 보정 디바이스(10)를 제어하는 방법으로서:
    - 상기 광학 교정을 위해 적어도 하나의 설정치(S, C, α)를 수신하는 단계;
    - 상기 렌즈(6) 및 상기 광학 어셈블리(2, 4)를 분리시키는 거리(e2)를 고려하는 모델에 의해 상기 설정치(S, C, α)에 따라 제 1 설정(SV) 및 제 2 설정(α1,α2)을 결정하는 단계;
    - 상기 제1 설정(SV)에 따라 상기 광축을 따른 상기 렌즈(6)의 구면도수를 변경하는 단계; 및
    - 상기 제 2 설정(α1, α2)에 따라 상기 광학 어셈블리(2, 4)에 의해 상기 광축을 따라 생성되는 원통형 교정을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    제 1 설정(SV) 및 제 2 설정(α1, α2)을 결정하는 단계는:
    - 상기 설정치(S, C, α)에 따라 근사 제 1 설정값(
    Figure pct00036
    ) 및 근사 제 2 설정
    값(
    Figure pct00037
    )을 결정하는 하위 단계;
    - 상기 모델에 기반하여, 상기 근사 제 1 설정값(
    Figure pct00038
    )을 상기 렌즈(6)에 그리고 상기 근사 제 2 설정값(
    Figure pct00039
    )을 상기 광학 어셈블리(2, 4)에 적용시킴으로써 얻어지는 적어도 하나의 교정값(S', C', α‘)을 구하는 하위 단계;
    - 상기 설정치(S, C, α)와 상기 구해진 교정값(S', C', α‘) 사이의 비교(ΔS, ΔC, Δα)에 기반하여 교정된 제 1 설정값(SV) 및 교정된 제 2 설정값(α1,α2)을 결정하는 하위 단계를 포함하는, 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    - 상기 모델에 기반하여, 상기 교정된 제1 설정값을 상기 렌즈에 그리고 상기 교정된 제2 설정값을 상기 광학 어셈블리에 적용시킴으로써 얻어지는 적어도 하나의 새로운 교정값을 구하는 하위 단계;
    - 상기 설정치와 상기 구해진 새로운 교정값 사이의 비교에 기반하여 새로운 교정된 제1 설정값 및 새로운 교정된 제2 설정값을 결정하는 하위 단계를 포함하는, 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 새로운 교정값을 구하고 새로운 교정된 제1 설정값 및 새로운 교정된 제2 설정값을 결정하는 하위 단계들은 상기 설정치와 상기 구해진 새로운 교정값 사이의 거리가 미리 설정된 임계치보다 더 크다면 반복되는, 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    제 1 설정(SV) 및 제 2 설정(α1, α2)을 결정하는 단계는 상기 모델에 기반하여 구성되는 룩업 테이블로부터 상기 제 1 설정을 판독하는 하위 단계를 포함하는, 제어 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 어셈블리는 제 2 렌즈(2) 및 제 3 렌즈(4)를 포함하고 상기 모델은 상기 제 2 렌즈(3) 및 상기 제 3 렌즈(4)를 분리시키는 거리(e1)를 고려하는, 제어 방법.
  12. 2개의 광학 디바이스를 포함하며, 2개의 광학 디바이스 중 적어도 하나가 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 시각 보정 디바이스인 시력 측정 쌍안 디바이스.
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