JPH04157337A - レンズ倍率を測定する方法 - 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〕 本発明はレンズ例えばコンタクトレンズの倍率を測定す
る方法に関する。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明によれ
ばレンズの倍率を測定する方法が提供され、下記ステッ
プを含む： （ａ）コメリートされた光ビームを設け、（ｂ）該ビー
ムの幅にわたる光の強度を表す出力信号を生成するため
にオプト−エレクトロニクストランスデューサでビーム
をサンプリングし、（ｃ）トランスデユーサの出力信号
をディジタル形へ変換しさらにコンピュータメモリへデ
ィジタル信号をロードし、 （ｄ）レンズをビームの通路に挿入し、（ｅ）　該レン
ズおよびトランスデユーサ間の少くなくとも一つの分離
距離に関してこのように挿入されるレンズでステップ（
ｂ）および（ｃ）を繰り返し、 （ｆ）コンピュータメモリにストアされるディジタル信
号からレンズの倍率を計算すること。

ステップ（ｅ）は該レンズおよびトランスデユーサ間の
多数の異なった分離距離に対して繰り返されるのが好ま
しい。

オプト−エレクトロニクストランスデューサはホト検出
器の線形アレーを含んでもよい。

〔実施例〕

本発明の実施例が図面を参照して例によって開示される
。まず第１図について説明する。Ｘ−Ｙテーブル１はホ
トダイオードの線形アレー１１を形成するオプト−エレ
クトロニクストランスデューサ上に既知の距離、典型的
には約ＬＯｃｍの位置に水平面内で移動制御可能に取り
付けられる。アレー１１ハサニーヴエールのＥＧ＆Ｇレ
テイコン、カルフォルニア、米国で市場に出されている
５１２要素Ｇシリーズソリツドステートラインスキヤン
ナーであってもよい。これは各寸法２５ｕｍおよび間隔
２５υｍの５１２個のホトダイオードを含む。コリメー
トされた円形断面光からなる垂直ビーム１２はＨｅ　−
Ｎｅ（ヘリウム−ネオン）レーザ源で生成されてもよい
。コリメートされたビーム１２は直径（幅）数ミリメー
タである。Ｘ−Ｙテーブル１０はその内部に開口１４を
有しさらに該テーブルは第１図に示されるように最初は
配設されるのでビーム１２は障害なしで開口１４を通過
してアレー１１におちる。アレー１１はビーム１２の直
径上に正確に横たわるように配設される。Ｘ−Ｙテーブ
ル１０はさらにその倍率が測定されるべき接触レンズ１
６を支持する開口１５を有し、また該テーブルは該レン
ズ１６をビーム１２の通路に挿入するように移動される
ようにしてもよい。発散レンズに対して、その効果はビ
ーム１２の直径がアレー１１でより大きくなることが分
る第２図に概略的に示される。

より十分に説明すると、該開口の目的はその通路に挿入
されるレンズ１６がある場合、およびない場合の双方で
ビーム１２の直径を測定することであり、また該レンズ
の倍率をマイクロコンビニーり１７で計算することであ
る。

発散レンズに対して、倍率は下記によって与えられる： Ｐ＝１／Ｌ　（１−Ｗ／ｗ）　　・・−（式１）： Ｐ＝レンズ１６の倍率ジオプター、 Ｌ＝子テーブル０およびアレー１１の間の距離、Ｗ＝棒
挿入れたレンズ１６がない場合のビーム１２の直径、 Ｗ＝棒挿入れるレンズがある場合のアレー１１における
ビーム１２の直径。

しく焦点距離である収束レンズに対して、倍率は下記に
よって与えられる： Ｐ＝１／Ｌ　（１＋Ｗ／ｗ）　　　・・・・・　（式２
）従来と同様にして、Ｈｅ−Ｎｅビーム１２はガウシア
ン強度分布を有するので、ビームの直径ＷおよびＷは半
振幅点間の距離としてとられる。

例えば、第３Ａ図および第３Ｂ図はビーム通路にレンズ
がある場合およびない場合のそれぞれのビーム直径に対
する典型的な強度プロットである。

第３Ａ図において、発散されずにコリメートされたビー
ムの直径ヱは２．６７１ｍｍであり、さらに第３Ｂ図に
おいてアレーの位置の発散ビームの直径ｗは３．６２７
關である。

第１図に戻って、線尼アレー１１の各個々のホトダイオ
ードはその上におちる光をサンプルしてさらにその大き
さがその点で光強度に実質的に比例する電荷をストアす
る。

マイクロコンピュータ１７によって供給されるスタート
信号の発生にともなって、これらストアされる電荷は分
割器１８で基本マイクコンピュータクロックを分割する
ことによって出力されるクロック信号の一連の制御下で
さらにはそれに同期して読み出される。ビーム１２の直
径にわたる光強度を表す一連のアナログ値であるアレー
１１からの出力信号は増幅器１９において増幅されさら
に各アナログ値はクロック信号によって制御されるＡ／
Ｄ変換器でアナログからディジタルへ変換される。

もとのアナログ信号に対応する一連の個々のディジタル
信号からなる発生ディジタル信号はコンピュータ１７の
メモ’）−ｉこロードされる。

分割器１８、増幅器１９およびＡ／’Ｄ変換器２０を含
み、コンピュータ１７およびアレー１１の間に配設され
ろ。インフェース回路の詳細はコンピュータの製造およ
びモデルに依存；７７、さらＩ、二前記のものは該イン
タフェースの完全な説明になるように意図されないこと
が理解される。

しかしながら、説明される作用は相対的に簡単であり、
さらに十分に当業者の能力範囲内にある。

光源１３はコリメートされた光を自動的に生成するＨｅ
　−Ｎｅ　レーザとして説明されたけれど、もしレンズ
２２が光をつリメートするように使用されるならば第４
Ａ図のＧ５Ａｓ半導体レーザ２１が使用されうる。第４
Ｂ図の電球２３からの白色光源さえも使用されうる。こ
の場合に、レンズ２３からの光は光ファイバ２５の一端
へレンズ２４を介して結合されて、第２のレンズ２６に
よってコリメートされうる他端から８カしかつ上方に形
成されたスポットを与える。

ＧａＡｓ光はＨｅ　−Ｎｅ　レーザ光のＪうｔよガウン
アン分布を有するが、白色光はＣＯＳ　２分布を有する
。

いずれの場合にも、ビームの直径または幅は半振幅点間
でとられる。第５図はコンピュータ１７にロードされる
コンピュ・−クプログラムのフｏ−ダイアダラムであり
、第１図および第２図（」ンビュータ１７およびインフ
ェ・−スコン、ｆ−ネント１８から２０が簡単なために
第２図から省略されたことが理解される）の開口と関連
して本発明に係る方法を実施することを目的とする。

本方法は該装置が第１図の初即位竹にある場合に、すな
わちコリメートされたビーム１２が開口１４を通過しさ
らにアレー１１にじゃまされないでおちるとともにスタ
ートする。

該プログラムが呼び出されると、第１ステツプ３１はル
ープカウントを零にセットすることになる。

次に該コンピュータはステップ３２でスタート信号を発
生するように指令されて、該スタート信号に応答してア
レー１１は読み出され、発生データは以前に説明された
増幅およびＡ／Ｄ変換後にステップ３３でコンビコータ
メモリへロードされる。

次に最適ガウシアンおよびｃｏｓ２カーブ（ソース１３
０タイプによる）を、ステップ３３でコンピュータメモ
リへ読み出される個々のディジタル値ヘフィットするカ
ーブフィッティング技術がステップ３４で使用されうる
。このようなカーブフィッティング技術はコンピュータ
プログラミングにおいてよく知られている。この後によ
く知られた技術である。半振幅点からコリメートされた
ビームの直径ｙの計算がなされ、さらにステップ３６で
計算された直径のストアがなされる。

次に該プログラムはループカウント−〇に対してステッ
プ３７でテストする。これはループを初めて回すので答
えはＹｅｓであるので１．該プログラムは、レンズ１６
がビーム１２へ挿入されるまで待つ（ステップ３８）　
。

レンズ１６はｘ−Ｙテーブル１０を移動させることによ
ってビーム１２の通路へ入るよう移動される。

該位置は第２図に示される。該レンズが位置にくると、
このことが例えばコンピュータキーボード（図示されな
い）上の所定のインプットによってプログラムへ示され
る。しかしながらコンビニ−′タブログラム自身はテー
ブル１０を制御してレンズ１６をビーム１２の場合に入
るようにしうろことは理解されうる。

ループカウントが１だけ増加するとくステップ３９）、
ステップ３２からステップ３６はソース１３およＵ−ア
レ−１１（第２図）の間の場所のレンズに対して繰り返
される。このときステップ３６でストアされる直径はア
レー１１で発散ビームの直径Ｗになる。

１周した時にステップ３７で試験に対する答えがＮｏで
あると、ステップ４０でレンズ１６の倍率が上記１式に
よって計算され、テーブル／アレー間隔りに対する値が
すでに測定されて入れられていると仮定される。最終的
には計算された倍率がステツブ４１で表示される。これ
はプリントアウトおよび／またはＶＤＵデイプレイのい
ずれでもありうる。

収束レンズ１６の場合には、上記式２が式１に代ってス
テップ４０で計算に用いられるのが自然である。いずれ
の場合にもプログラミング技術は簡単である。

本発明による他の方法はレンズ１６およびアレー１１の
間の距離りを連続的に増加させることを伴うとともにこ
れらの要素は第２の位置にある。

Ｗの増加変化ｄＷへ室るＬの増加変化ｄＬに対して、式
１を下記のように書くことができる：Ｐ＝Ｉ”ｌ／（Ｌ
＋ｄＬ）３　　Ｎ　−（Ｗ＋ｄＷ）／ｗ：）　　・−・
・　（式３）ｄＬの種々の値に関するｄＬに対して（１
−Ｗ／ｗ）をプロットすることによってその傾斜が倍率
Ｐである直線を得る。

第６図はこの技術を実施するプログラムのフローダイヤ
グラムを示す。第６図において同じ参照数は第５図に示
されるものと同じであるステップに対して用いられた。

付加的ステップは判定ステップ６０および６１ならびに
待ちステップ６２である。

最初にループを一周するときにコンピュータは障害がな
くかつコリメートされたビーム直径Ｗを計算してストア
し、第２回目にループを一周するときに、コンビニー夕
は発散直径ｙを計算しストアする。これは前と同じであ
る。

しかしながら、検査によってステップ６０はループをま
わすＮ−１の繰り返しを強制し、また第３および連続繰
り返しに先立ってステップ６１はプログラムに、アレー
１１が移動されたという信号を強制的に待たせる、ステ
ップ６２゜ 次に所定の固定量だけ垂直方向にアレー１１を移動させ
ることによってレンズ／アレー分離りは第２回後のルー
プを周る各Ｎ−１繰り返しに対して増加されるというこ
とに言及する。

式３のｄＬ値を増加させることに対応するこの増加移動
は、垂直に移動可能なテーブル（図示されない）にアレ
ー１１を取り付けることによってさらに該アレーが所定
キーボード入力を入れることによって移動された時毎に
コンピュータプログラムへ信号を送出することによって
、手動でもたらされてもよい。しかしながら、該アレー
はコンピュータ制御下で移動されてもよい。

かくしてループカウントがＮに等しくなるまで該プログ
ラムがＮ＋１回まわると倍率はステップ４０で計算され
る。この場合に計算は式３に従いすなわちコンピュータ
はｄＬに対して（１−Ｗ／Ｗ）の傾斜を計算する。この
技術の利点はＬを知ることが必要でないことである。

もし望まれるならば、レンズ１６およびアレー１１間の
垂直分離変化はアレー１１よりもむしろテーブル１０を
移動させてることによっても達成されうる。

かくしてテーブル１０はＸ−Ｙ−２テーブルとして設計
されうる。

前述の変形および高度化が可能である。例えば、該技術
は自動検査ラインへ容易に組みこまれうる。

この場合に、テーブル１０は測定される多数のレンズを
保持しさらにこれらのレンズは、障害がないビーム幅Ｗ
に対する初期測定がなされた後にビームの通路に自動的
にかつ連続的に入れられる。

これを達成するフローダイヤグラムの変形は簡単である
。

さらにオプト−エレクトロニクストランスデューサに関
して線形アレー１１を用いる代りに、二次元アレーを用
いることが可能である。二次元アレーを用いることによ
ってビーム直径が、該アレーのホト検出器の全列によっ
て検出される最大ビーム寸法をとることによって自動的
に決定されうるのでビーム直径へ正確に該アレーを手動
で置く必要性がなくなる。

換言すれば、フロー夛イヤグラムのステップ３４および
３５は二次元アレーの各列から得られるデータに関して
分離して実施されさらにステップ１６でストアされる真
の直径は得られる直径に関して最大数になる。

光ビームが必ずしも円形断面でなければならないことは
なくさらに任意の他の適切な断面形状例えば楕円形また
長方形であってもよい。

本発明はここに説明されさらに本発明の範囲からはなれ
ずに変形されまたは変化されうる実施例に限定されない
。

【図面の簡単な説明】

第１図はレンズを支持するテーブルが初期位置にある状
態で本発明に係る方法を実施する装置の概略ダイヤグラ
ムであり、 第２図はレンズ支持テーブルが次の位置にある状態で、
第１図の装置を示し、 第３Ａ図および第３Ｂ図は該レンズがビーム通路にある
場合およびない場合の両方でビーム幅に対する強度のプ
ロットであり、 第４Ａ図および第４Ｂ図は装置に対する他のコリメート
された光源を示し、 第５図はレンズ倍率を計算する第一コンピュータプログ
ラムのフローダイヤグラムであり、第６図はレンズ倍率
を計算する第二コンピュータプログラムのフローダイヤ
グラムである。 図において １０・・・テーブル、 １１・・・アレー、 １２・・・ビーム、 １３・・・ソース、 １４・・・開口、 １５・・・追加の開口、 １６・・・レンズ、 １７・・・コンピュータ、 １８・・・分割器、 １９・・・増幅器、 ２０・・・Ａ／Ｄ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記のステップ： （ａ）コメリートされた光ビームを設け、 （ｂ）該ビームの幅にわたる光の強度を表す出力信号を
   生成するためにオプト−エレクトロニクストランスデュ
   ーサでビームをサンプリングし、（ｃ）トランスデュー
   サの出力信号をディジタル形へ変換しさらにコンピュー
   タメモリへディジタル信号をロードし、 （ｄ）レンズをビームの通路に挿入し、 （ｅ）該レンズおよびトランスデューサ間の少くなくと
   も一つの分離距離に関してこのように挿入されるレンズ
   でステップ（ｂ）および（ｃ）を繰り返し、 （ｆ）コンピュータメモリにストアされるディジタル信
   号からレンズの倍率を計算することからなるレンズの倍
   率を測定する方法。 ２、ステップ（ｅ）が該レンズおよび該トランスデュー
   サ間の多数の異なった分離距離に関して繰り返される請
   求項１記載のレンズの倍率を測定する方法。 ３、該オプト−エレクトロニクストランスデューサがホ
   ト検出器の線形アレーを含む請求項１または２記載のレ
   ンズの倍率を測定する方法。