JPS6333090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学系の屈折力偏向測定装置に関
し、特に、被試験光学系の球面、円筒面、円筒軸
線、及びプリズム構成要素を計測できるいわゆる
レンズメーター（光学屈折力偏向測定装置）に関
する。これらの計測は全て、自動的に行われる。

従来のレンズメーターは、標線（target mire）
として知られているものを、通常使用する。通
常、被試験光学系は、レンズメーター内の基準点
の大部分を占有する位置に配置される。標線（交
差へヤラインまたは同心円など）の結像は、被試
験光学系の非常に小さな領域を経て、再び、基準
点の大部分を占める位置に生ずるのが望ましい。
計測時には、標線は、手動で回転させられ、被試
験光学系の子午線の最大又は最小屈折力のどちら
かによつて結像する。このようにして、被試験光
学系の非点収差（乱視）軸線に対するレンズメー
ターの回転整合が達成される。標線が一旦整合さ
れ、像内の線が、一番鮮明になるように焦点が合
わされる（例えば、最大の子午線屈折力によつ
て）と、第１の記録が行われる。その後、標準レ
ンズは、標線の像における第２の別の線と焦点が
合うように動かされ（最小の子午線屈折力によつ
て）、第２の記録がなされる。即ち従来の方法は、
先ず便宜上球と仮定しての１回の指示を記録し、
次に円筒としての指示との間の相違を記録し、標
線と軸線における最大、又は最小の屈折力との整
合を記録することにより、球、円筒における被試
験光学系の屈折力の計測がなされる。

この従来の光学系には、次のような不利な点が
ある。第１に、被試験光学系の主軸に一致するよ
うに、レンズメーターの素子を回転することが必
要である。第２に、このようなレンズメーター
は、試験の自動化には適合しない。すなわち、眼
鏡の処方を自動的に決定する装置は、そのような
操作を行う装置には簡単に設計できない。第３
に、標線が、回転されて、最大子午線屈折力によ
つて焦点が合つた時、最小の子午線屈折力に対す
る標線の像の部分は、不明瞭となる。逆に、最小
の子午線屈折力に対して、標線の焦点が合つた
時、最大の子午線屈折力に対する標線の像の部分
は不明瞭となる。更に、このような従来のレンズ
メーターは、プリズムの偏向が小さいために、レ
ンズの小さなセグメントを通してのみ効果的であ
るレンズ全体の均一性は、以上のプロセスを何回
も繰り返さなければ、解析できない。レンズが、
その表面の他の点をサンプリングするように動か
される場合、手動によるプリズム屈折力の補償と
共に、全体の計測が繰り返し行われなければなら
ない。

このような従来のレンズメーターは、レンズメ
ーターを使用するオペレターの眼の誤差に正比例
する要因によつても誤差が生じ得ることは注意す
べきである。非点収差（乱視）誤差は、ベクトル
的に加算されることが知られている。従つて、非
点収差誤差を有するオペレーターが、従来のレン
ズメーターを通して見る場合、被試験光学素子の
オペレーターの読みは、オペレーターの非点収差
によつて、打ち消され得る。同様に、オペレータ
ーの球面補正は読み変えてしまう。このような誤
差は、このようなレンズメーターに固定され、ン
ズと組み合わせられる望遠鏡の屈折力を大きくす
るにつれて、小さくなるが、このような誤差は、
従来のレンズメーターによる被試験光学系の解析
には、しばしば入つてくる。

1976年４月30日発行の米国特許第3947097号
“乱視および球面（遠近視）の自己検眼方法及び
装置”は、本出願人によつて開発されたものであ
る。レンズの試験についていえば、この特許は、
２つの要因のために、複雑なものになつている。
第１に、遠くの対象物を見る場合、眼は、対象物
を“捜し回る”かのように、球面的に調節され
る。この、網膜面における像を、“捜し回る”眼
の運動のために、ここで開示された方法は、レン
ズ計測には不満足なものとなつてしまう。

第２に、前述した方法及び装置では、交差円筒
又は、特に設計されたレンズを、乱視計測のため
に、相対的に動かすことが必要とされる。特に、
1973年８月７日発効の、米国特許第3751138号
“可変乱視レンズおよびそのレンズの製法”で示
されたような相対的に動く特別のレンズが使用さ
れる。これらのレンズが使用される時には、開示
した方法では、素子を置き換えなければならない
ことに注意すべきである。

更に、交差円筒を使用することにより、非点収
差は、互いに45゜の交差円筒軸を有する交差円筒
素子で表現し得ることがわかる。一旦、この表現
即ち処方が得られると、その結果として、非点収
差の成分は、ベクトル加算できる。しかしなが
ら、これまで、このような方法は全て、前述した
ような計測用の相対的に動く交差円筒又は特別の
レンズ素子を用いている。球とは独立した非点収
差の計測ができるが、これらの相対的に動く特別
の光学素子に係わる装置は、複雑になることを避
けられない。

最後に、回転デイスクを使用して光ビームの行
程を計測する装置が知られている。しかしなが
ら、このような装置は、これまで、放射状の境界
を含んでいた。そのため、デイスクの回転中心か
らの角度変化の計測は可能であつたが、デイスク
の回転中心からの距離の変化は検出できなかつた
（ジヨンソンの米国特許第3880525、第２欄、第９
〜36行参照）。

レンズメーターの自動読み取りを、光ビーム偏
向型のレンズメーターとの関連において、以下に
述べる。このような、光ビーム偏向型レンズメー
ターにおいては、光源からの光は、被試験光学系
を通り、被試験光学系によつて、偏向路へ偏向さ
れる。行程の所定領域内における偏向路の計測
は、球、円筒、円筒軸、およびプリズムにおける
被試験光学系のいろいろな屈折力の計測と均等で
ある。本発明は、偏向路の計測手段を提供するも
のであつて、これは、被試験光学系からある距離
における行程領域内の既知の面で、前記偏向され
たビームをさえぎり、遮光するように配置され
た、明確に異なる形状の縁を有する運動境界板を
備えている。運動境界板は、既知の面内を、所定
路に沿つて、ある速度で動くように配置される。
運動境界板は、第１の実質的に透明な部分と、第
２の実質的に不透明な部分と、不透明部分と透明
部分との間の少なくとも２つの境界線とを有して
いる。２つの境界線の各々は、ビームの各位置に
対して、行程領域内で、唯一の明瞭な交差を生
じ、前記運動境界板の所定路に対して、異なる角
度の行程の所定領域を走査する。運動境界板を出
た後、ビームは、光検出器上に、再び結像する。
運動境界板が、２つの境界に対するビームを遮光
する時の運動境界板の位置を計測することによつ
て、ビーム行程の値が計測され、それに関連して
光学系が計測される。推奨実施例では、４つの境
界線が使用され、検出器は、遮光によつて生じる
検出器の状態を平均化する回路を備えている。こ
のことにより、いろいろな光伝達性のレンズ系
を、精度よく計測できる。

本発明の目的は、被試験光学系を通る光の屈折
によつて生ずる偏向量計測装置を開示することで
ある。本発明のこの点によれば、運動境界板が、
被試験光学系から所定距離にあり、ビーム行程の
領域をカバーする既知の面内で、偏向されたビー
ムを横切り、遮光し得る位置に置かれる。運動境
界板は、既知の面内で、所定路に沿つて、ある速
度で動くように配置される。運動境界板は、第１
の実質的に透明な部分と、第２の実質的に不透明
部分と、不透明部分と透明部分の間にある、明確
に異なる形状の縁を有する少なくとも２つの境界
線を備えている。２つの境界線の各々は、異なる
角度でビームの行程の所定領域を走査して、運動
境界板の運動路に関し、ビームの各位置に対する
行程の領域内で推一の明瞭な交差を生ずる。ビー
ムの焦点を検出器に合わせ、境界の遮光時と、運
動境界板の正確な位置を計測することにより、ビ
ームの角度行程が容易に決定される。

本発明の方法と装置の長所は、角ビーム偏向の
読み出しが、ほぼ即時に決定されるということで
ある。

本発明の他の長所は、読み出しが、“捜し回り”
の下におかれないということである。光学系は最
適な焦点位置からの移動の自動表示を必要としな
い。

本発明の他の目的は、ビーム行程の位置を時間
に関連づけることである。本発明の、この点によ
れば、運動境界板の速度は、ほぼ一定に維持され
る。検出信号に対する時間間隔を刻むことによつ
て運動境界板の位置は知られ、ビーム行程は、時
間の関数として決定される。

本発明のこの点の特徴は、一旦、ビーム行程が
時間の関数として決定されると、計算機等によつ
て容易に計測され、解析される点にある。

本発明の他の長所は、運動境界板が、光路の広
範囲の位置に置かれることである。例えば、平行
ビームの遮光が起り得る。同様に、発散又は収束
ビームの遮光が起り得る。

本発明の他の目的は、被試験光学系を通る複数
ビームの行程を、即時に検出する装置を開示する
ことである。本発明のこの点によれば、複数のビ
ームが、被試験光学系を通つて、それから、運動
境界板で遮光される。これらのビームは、運動境
界板を通過後、順次、各ビームに対して１つ、そ
れぞれの光検出器に焦点を結ぶ。各ビームをその
光検出器に焦点を合わせることにより、複数ビー
ムの偏向が、本装置により計測される。

本発明のこの面の長所は、１つのビームの行程
が、他のビームの行程と光学的に干渉しないとい
うことである。例えば、４つの別々のビームは運
動境界板によつて、同じ位置で遮光が検出され、
その後、それぞれ別々の光検出器に向かう。個々
の時系列のビームを、時系列的に使用することは
必要でない。

本発明の目的は、一平面内の二次元ビーム行程
を計測できる回転運動境界板の一般的なパラメー
ターを述べることである。平面が、実質的に不透
明な部分と、実質的に透明な部分と、それらの間
の少なくとも２つの境界を有する回転運動境界板
を有する場合、このような境界は、一方の境界の
dθ／dγは、他方の境界のdθ／dγ（θは角度、γは半
径） より代数的に大きいという関係でなければならな
い。これらの両方の関係は、行程の予期される領
域に関し、γ（半径）の任意の値に対し、正しく
なければならない。dθ／dγの符号が変わらないとい うことが望ましいが、必須ではない。

本発明の他の特徴は、一平面内にビームの二次
元行程を計測できる運動境界板の一般的なパラメ
ーターを述べることである。平面が、実質的に不
透明な部分と、実質的に透明な部分とそれらの間
の少なくとも２つの境界を有する直角座標系のＸ
方向に運動する境界板を備えている場合には、こ
のような境界は、一方の境界のdx／dyは、他方の境 界のdx／dxの値よりも代数的に大きくなければなら ない。これらの関係式の両方とも、予期される行
程領域内で、任意のｙの値に対し、正しくなけれ
ばならない。dx／dyの符号は、変わらないことが望 ましいが、必須ではない。

本発明の長所は、本読み出し装置が、従来のハ
ルトマン試験型光学装置と共用できるということ
である。運動境界板におけるビーム行程を計測す
ることによつて、ハルトマン型光学装置から、自
動読み出しが簡単に得られる。

本発明の他の目的は、明確に異なる形状の縁を
有する運動境界板の推奨実施例を開示することで
ある。本発明のこの点によれば、運動境界板は、
軸の周わりを回転する。この回転運動境界板は、
実質的に透明な部分と、実質的に不透明な部分
と、それらの間の２つの境界を有している。一方
の境界は、一般式Ｒ＝kθに従つて形成され、他
方の境界は、一般式Ｒ＝−kθに従つて形成され
ている。各境界における遮光を一度計測すること
により、レンズ計測を行い得る。

本発明のこの点の長所は、運動境界板が、一定
速度で回転するということである。すなわち、運
動境界板の比較的簡単な運動が行われる。

本発明の、この点の他の特徴は、運動境界板が
多数の光学的解に対して設計され得るということ
である。４つの境界を設けることにより、その結
果のビーム偏向のチエツクで、多数回の遮光が得
られる。

本発明の他の特徴は、いろいろな透過性の被試
験光学系の計測に特に適応できる運動境界板を開
示することである。本発明のこの点によれば、運
動境界板は、４つの境界を備えており、２つの境
界は、式Ｒ＝kθにより、他の２つの境界は、式
Ｒ＝−kθにより定義される。これらの境界は、
回転可能に置かれ、その結果、運動境界板の実質
的に透明な部分は、１／２の時間、光を検出器に通 し、残りの１／２の時間検出器への光の通過を阻止 する。積分回路を検出器へ接続し、運動境界板の
少なくとも１回転に亘つて、検出され、積分され
た平均光を通すことにより遮光を指示させて、広
範囲の被試験光学系シエージングに対して、一様
な出力の高感度検出器が得られる。

本発明のこの点の長所は、いろいろな光透過性
を有するあらゆる型の被試験光学系の計測に特に
適しているということである。例えば、一定又は
可変のシエージングを有する眼鏡は、容易に計測
できる。いろいろな光透過性の被試験光学装置の
こうした計測は、遠隔で行なうことができ、計測
ビームの強度を変える必要はない。更に、“シエ
ージング”を有するレンズの目盛較正は自動的
で、個々の手による調節は必要がない。

本発明の他の目的は、多数の異なるレンズメー
ターの実施例と組み合わせて、本発明の自動読み
取りを使用することである。この観点によれば、
ほぼ平行な光ビーム又は、発散又は収束光を出す
光源を有するレンズメーターが使用され得る。

更に、運動境界板法が、ハルトマン型光学解析
装置のような他の光学試験を自動化するために用
いられる。ハルトマンの方法は、試験レンズに隣
接した一連の孔を通る光束の位置が、２つ以上の
平面（１つの平面は、例えば被試験光学素子平
面）における光束位置情報によつて決定されると
いう光学的光線トレースに実験的に等価である。
運動境界板法を使用する場合、ある平面における
これら光線束の位置は、それぞれが個々の受光素
子に投影される任意の構成の孔に対して同時に計
測される。従つて、各光束の計測は、それ自身の
唯一の光検出器で行われるので、光束の計測につ
いては混乱は生じない。これは、ハルトマン型の
試験のいくつかの他の実施例（例えば写真）にた
いしてすぐれており、それは、ハルトマン型試験
においては、光束やその位置を計測する場合に、
混乱が生じているからである。眼鏡レンズを計測
する特定の問題に適用されるとき、ここで述べた
同じ数学的解析が可能で、ハルトマン構造の計測
面を横断する適当な光束の計測位置の和又は差を
利用できる。

本発明の他の長所は、被試験光学素子が、特定
の整列関係に回転される必要がないということで
ある。むしろ、被試験光学素子は、どの被試験主
軸に対しても、レンズメーター装置内に任意に入
れることができる。

さらに本発明の他の特徴は、ビーム角度の変化
が、自動化された読み出しに特に適しているとい
うことである。自動化された読み出し―ここでは
標座標表示―を、従来の直角座標に変換すること
によつて、球及び関連する円筒が、角度と共に決
定できる。

更に、本発明の他の長所は、光学的複合面を有
する特別のレンズを必要としないということであ
る。それどころか、自動読み出し装置を備えた本
発明のレンズメーターは、容易に入手できる従来
の光学素子だけから構成されている。

更に本発明の目的は、オペレーターの立会いを
必要としない被試験レンズ計測装置及び方法を開
示することである。本発明のこの特徴によれば、
被試験レンズを、単に所定光路内に置くだけでよ
い。一旦置きさえすれば、計測は短時間で行われ
る。計測用孔に対してレンズを動かせば、レンズ
の均一性は、直ぐに計測できる。被試験光学素子
を移動すると、レンズ系の光学的中心が、レンズ
の均一性を決定する場合に移動するので、プリズ
ム計測における変化だけが生ずる。

本発明のこの観点の長所は、オペレーターの光
学的誤差は、被試験光学素子の計測には加わらな
いということである。例えば、オペレーターが、
光学的に関与する計測においては、オペレーター
自身の屈折補正を含めなければならないため、あ
る種の誤差は生じ得るものである。更に、従来の
装置を使用する場合に生ずるオペレーターの代数
計算及び記録における誤差は、この発明の場合、
完全に避けることができる。

本発明の他の目的は、非点収差と交差円筒を計
測するレンズメーターを開示することである。本
発明のこの特徴によれば、境界板におけるビーム
行程は、交差円筒成分に分解される。開示された
論理により、このビーム偏向は関連する軸線の角
度と共に、球及び交差円筒の両方の計測が行われ
る。

本発明のこの長所は、互いに分離されている非
点収差の不連続な計測は、代数的加算に適してい
るということである。

本発明の他の長所は、ビーム角度を、球、円
筒、及び当該円筒軸に分解する従来の電子技術に
よつて直ぐに代数和をとることができるというこ
とである。

更に本発明の他の長所は、従来の球、円筒、プ
リズム以外のレンズ屈折力の存在を検出できるこ
とである。このような他のレンズ屈折力がある場
合、そのような他の屈折力の存在を指示するよう
にできる。

本発明の目的、特徴、長所を以下図面を参照し
て詳細に説明する。

先づ、ハルトマン型光学装置を説明する。ハル
トマン型試験に関する数学を理解し易いように、
図示した被試験レンズのサンプルについて先づ説
明する。

その次に、運動境界板を検討する。この境界板
についてはその解析が示されるであろう。

その後、運動境界板による遮光の角度問題の検
出用計算機回路が述べられる。

最後に、角度間隔―時間間隔によつて組み立て
られる―の従来の球、円筒、円筒軸、プリズムの
レンズ屈折力への変換が検討される。

最後に、本発明の運動境界板が、ハルトマン型
光学装置に限定されないことを強調する。

第１ａ図を参照すると、ハルトマン型の光学装
置が示されている。これらの光学装置は、1904年
に、ジエー・ハルトマンによつて最初に検証され
たもので、ゼツト・インストラム・ケー（Ｚ
Instrum Ｋ）24，１，33，97に述べられている。
簡単に言えば、ハルトマンの試験とは、球面収
差、コマ収差、非点収差、プリズム等の試験の一
種である。この試験において、点光源（典型的に
は、無限遠にある）からの入射光線は、小さな孔
によつて分離される。この小さな孔は、試験され
るレンズ又は鏡に近接配置された金属デイスクに
設けられている。点光源からの光線は、試験され
る鏡又はレンズに突き当つて、透過した後、光路
を調べられる。このような光路を測るために、い
ろいろな構成のものが使用されている。本発明の
運動境界板は、光路を測るためのこのような構成
の一つである。

ハルトマン型の試験では、最も便利な点光源の
一つは、遠方の星である。当分野では周知のよう
に、このような点光源は、人工的につくることが
できる。この多くは、1958年サンフランシスコの
ダブリユ・エイチ・フリーマン・アンド・カンパ
ニーの“古典光学の概念”第１６―１図第351〜
372頁に示唆されている。

点光源をシユミレートする多くの構成の一つ
は、オプテイカ・アクタ（OPTICA ACTA）
1968年，Vol15，No.６，第553〜566頁で、テー・
エル・ウイリアムズによる“レンズ試験装置用の
スポツトダイアグラム”という名称の論文で述べ
られている。先行技術とされた第１ａ図の部分
は、この先行技術を開示した論文の第２図のもの
への適応である。

点光源は、第１ａ図では高輝度光源１４が代表
的である光源１４によつて、間に合わせている。
平行光線にするために、光源１４からの光は、平
凸レンズ１５に突き当たり、通過後、孔１４ａと
中継レンズ１５ａを通る。孔１４ａに到達する前
に、光線は、金属板に正確に90度間隔で配置され
た１ないし４の４つの孔を有する金属デイスク１
６を通る。４つの離散した光ビームは、プレート
１６を通ることがわかる。プレート１６は、集光
レンズ１５に対し並置されるのが望ましい。

光源１４は、通常、強い電気的フイルターを設
けられている直流型の光源である。これは、光源
から出る任意の光の変調によつて、最終的には、
本発明で使用される光検出器に、“ノイズ”すな
わち望ましくない光変調を生ずるのを防ぐためで
ある。遮光が起こると、そのようなノイズは、遮
光の誤まつた指示を行ない、装置の精度を悪くす
る。

集光レンズ１５はマスク１６を通る光はコリメ
ーターレンズ１８によつて平行にされる。コリメ
ーターレンズ１８では、それぞれ孔１〜４からの
離散的平行ビームは、被試験光学装置Ｓへ向かつ
て通過する。その後このビームは、被試験光学装
置Ｓから、運動境界板Ｌ、集光レンズ１４０を通
つて、光検出器Ｄに向かう。

デイスク１６は、別の位置に配置してもよい。
例えば、デイスク１６は、被試験光学装置Ｓと集
束レンズ１８の間の破線で示した位置１６¹に配
置しても差支えない。

平行光線は、集光レンズ系から被試験光学装置
に向つて通過するということが、観察者にはすぐ
理解できるであろう。被試験光学装置では、偏向
が生ずる。この偏向は、被試験光学装置の屈折力
の関数である。

従来のハルトマン試験と比較すると、集光レン
ズ１５とコリメーターレンズ１８は、効果の面か
らは、人工の星であると考えることができる。星
のように、恰も、無限遠の点光源からくるような
光が作られる。

被試験レンズＳを通るサンプリングビームをつ
くるに必要な簡単な光学系を述べたが、被試験レ
ンズＳがこのようなビームに及ぼす影響は、簡単
に説明される。

第１ｂ図を参照すると、被試験光学装置Ｓは、
球面レンズＳ１の形で示されている。周知のよう
に、球面レンズＳ１は、光を内側に屈折させる。
このことは、直角座標軸系に関して、第１ｂ図に
示されている。このような屈折を代数方程式で書
くと、等価的に球面に対する表示（Seq）が与え
られ、 Seq＝−X₁＋X₂＋X₃−X₄−Y₁ −Y₂＋Y₃＋Y₄ となり、ここでX₁，Y₁は、光線１の偏向量であ
り、その他の偏向量は、対応して表わされる。簡
単のために、球の屈折力と偏向量との間の比例係
数は、１と仮定しており、従つて、これらの関係
には出てこない。

第１ｃ図を参照すると、交差円筒レンズによつ
て生ずる偏向が示されている。特に、90゜の軸す
なわちＹ軸方向の凸円筒レンズ２０と、0゜の軸す
なわちＸ軸方向の凹円筒レンズ２２から成る被試
験光学素子Ｓ２が示されている。このようなレン
ズ素子は、合成体であり、それらの間の図示され
た光学的インターフエース…このインターフエー
スは理解を容易にするためにのみ示されている…
を除いている。

同じ約束を守るとすると、0゜−90゜円筒レンズ
（C₊）は、 C₊＝２（＋X₁−X₂−X₃＋X₄−Y₁ −Y₂＋Y₃＋Y₄） と表示される。ここにX₁，Y₁は光線１の偏向で
あり、他の光線の対応する偏向も、同様に表示さ
れている。

交差円筒レンズがベクトル的に加算できること
は周知である。例えば、1974年７月９日米国特許
第3822932号、名称、“独立した非点収差及び球面
収差入力を有する視力測定装置および測定方法”
参照。

第１ｄ図は、傾斜角度45度の凸円筒レンズ２４
と、傾斜角度135度の凹円筒レンズ２６を示して
いる。レンズ２４，２６の間の光学的インターフ
エースは、理解を容易にするために図示されてい
るにすぎない。ここにC_xは、45度−135度に等し
く、その偏向の代数方程式は、 C_x＝２（＋X₁＋X₂−X₃−X₄＋Y₁ −Y₂−Y₃＋Y₄） で示され、ＸとＹは、前出の式における場合と同
じである。

上述の代数表示により、たいていの眼鏡レンズ
の屈折力がわかることは、注目すべきことであ
る。特に、球、円筒、円筒軸は、すべて上述した
一般方程式の関数形式で表現できる。しかしなが
ら、レンズは、球、円筒、プリズム以外の形の場
合がある。そのような場合には、レンズが、上述
した形式では記述できないことをオペレーターに
注意しておくべきである。

このようなレンズは、一般に、次の方程式によ
つて検知される。

CA＝＋X₁＋X₂−X₃−X₄−Y₁ ＋Y₂＋Y₃−Y₄ PV₁＝−X₁＋X₂−X₃＋X₄−Y₁ ＋Y₂−Y₃＋Y₄ PV₂＝＋X₁−X₂＋X₃−X₄−Y₁ ＋Y₂−Y₃＋Y₄ ここに、CAは、円形無非点収差に比例し、
PV₁とPV₂は、レンズ面を通る屈折力の変化の成
分に比例している。

円形非点収差（CA）について言えば、継続さ
せて使用される一連の球面円筒レンズの組み合わ
せから生ずる屈折は、適当なレンズ平面内のいく
つかの簡単な球面円筒レンズの等価的レンズ効果
によつて、通常表わされる。このことは、直列に
並べて使用される一対の球面レンズは、周知の式
によつて、他の“実効球面”として表現でき、又
球及び円筒は、同様に、適当な子午線のための同
様な式を使つて、等価的な球面円筒に“組み合わ
せ”られるので表現可能である。しかしながら、
直列に並べて使用されるいくつかのレンズに等価
であるとされるこの便利な等価レンズは、必らず
しも全て正しいとは言えない。この、レンズ効果
を組み合わせる通常の式は、新しい等価レンズを
生ずるように、同方向を向いた軸を有する一対の
円筒レンズに適用される。しかしながら、光軸が
揃つてない円筒レンズは、簡単な球面円筒レンズ
効果によつて表わされない新しい光学効果が得ら
れる。通常のレンズによつて作られるものとは違
つたこの効果は、“円形非点収差”と呼ばれる。
一対の軸の揃つていない円筒レンズによつて生ず
る効果（円形非点収差）は、薄いレンズを離すこ
とにより通常生ずる効果と同じであり、すなわ
ち、円形非点収差は、各円筒レンズの屈折力と、
それらの間隔に比例する。幸いにも、これは、人
間の眼の構造という最も重要な場合には、通常非
常に小さく、人間の視力に影響を与える要因とし
ては、無視できる。

PV₁とPV₂に関連する屈折力変化について言え
ば、これらの型のレンズの屈折力変化は、“選択
された角度の光軸における可変屈折力レンズ系”
なる名称で、ルイス・ダブリユ・アルバレツとウ
イリアム・イー・ハンフリーの1970年４月21日発
行の米国特許第3507565号明細書、及び“可変非
点収差レンズとその製作法”なる名称で、出願人
の、1973年８月７日に発行された米国特許第
3751138号明細書に開示されている。光学分野の
当業者には、容易にわかるように、これらのレン
ズは、レンズ表面に亘つて、可変である球面及び
円筒レンズの性質を有している。更に、他の型の
レンズは、球面及び円筒レンズの屈折力が可変で
あるようにつくり出すこともできる。例えば、一
方のレンズが、少なくとも一つの孔に整合してお
り、他のレンズが、他の孔に整合するように、光
学的境界において整合した二重焦点レンズは、こ
のように、レンズの屈折力が変化するようにつく
り出すことができる。

もし、関係式が、 〔（Ｓ）・（CA）〕＜0.2 〔√（₁）²＋（₂）²〕（Ｓ）＜0.3 であれば、計測されるレンズ系全体の屈折力は、
あまり影響を受けないことを見出した。なお、Ｓ
については後述する。

球面、円筒、円筒軸およびプリズムにおける解
を検証するには、３つの光線ビームが必要である
ことは、上式から明らかである。しかしながら、
屈折力変化（PV）の決定、精度を上げるための
沢山のデータ、４つの検出器を備えた商用の光検
出装置のチエツクにより、推奨しうる配列が作ら
れる。

一般式のパラメーターを与えると、次は運動境
界板Ｌの構造に注意を向けなければならない。

運動境界板 本発明の光学系全体を述べたので、次に、第２
図を参照する。第２図を参照すると、回転デイス
ク型の運動境界板の推奨実施例が示されている。

運動境界板Ｌは、ガラスのような透明材料製で
ある。このデイスクは、２つの広い情報面を備え
ている。第１の面は、デイスクの回転を規定する
周縁領域１２０である。第２の面は、偏向された
光ビームを遮光するデイスクの内側の面１２５で
ある。

周縁領域１２０は、ガラスデイスクの周縁に、
所定間隔で設けられた離散したノツチ群１２２か
ら成つている。この場合、ノツチ群は１回転につ
いて256個のノツチ間隔で設けられている。ノツ
チ１２２の機能は、デイスクの正確な回転角度位
置決めである。デイスクの正確な回転角度位置
が、検出器１５０（第１ａ図参照）への入射光で
同定されると、正確な角度測定ができる。回転基
準位置は、間隔１２１のところのノツチを除くこ
とにより設定される。後述するように、時間検出
回路を通して、この間隔を電気的に検出すること
によつて、遮光時における運動境界板Ｌの正確な
回転位置が決定される。

周縁領域１２０には、その他多数の実施例があ
り得ることは理解されよう。例えば、アルカンサ
ス、リトルロツクのボールドウイン・エレクトロ
ニクス、インコーポレーテツド製のようなマル
チ・ボンド・バイナリーエンコーデイングデイス
クを、運動境界板Ｌの正確な回転角度位置決めに
使うことができる。

各ビームは、破線１３０で示された面を通過す
る。第１ａ図の説明によれば、この面内のビーム
の行程は、本発明の計器内に置かれる被試験レン
ズＳの説明全体から予期できる。運動境界板が決
定し、計測するのは、ビームの工程の位置であ
る。

面１３０においてデイスクを通過するビームの
位置は、容易に決定できる。この本発明のセグメ
ントが、どのように機能するかを説明する場合、
第１に、デイスクのパラメーターと、透明領域と
不透明領域間の境界に注意を向ける必要がある。
第２に、この領域がいかに機能するかを延べる。
最後に、このような運動境界板の一般の場合を説
明する。

明らかに、図示の回転型の運動境界板は、２つ
の透明領域と、２つの不透明領域を有している。
透明領域１３２，１３３に眼を向けると、これら
の領域のそれぞれは、式Ｒ＝kθ（境界１３４ａと
１３４ｂに対して）と、Ｒ＝−kθ（境界１３５ａ
と１３５ｂに対して）によつて表わされる境界を
含んでいる。

一方において、境界１３４ａと１３４ｂの
各々、他方において１３５ａと１３５ｂの各々
は、正確に90度だけ離れている。従つて、領域１
３０内の任意の１つのスポツトを通過する時、運
動デイスクの透明部分は、時間の半分は光を通
し、後の半分は光を通さない。このことは、後で
強調するように、光を平均する回路との関係で重
要である。光を平均するためには他の手段も使用
できるが、この光平均回路は、変化する遮光性
と、その結果生じる変化する透光性を有する被試
験光学装置及びレンズの計測を可能にする。

上側不透明部分１４０を参照すると、不透明領
域は、回転運動境界板の軸１４１から離れるに従
つて、占有角度が徐々に増大する。これは、軸１
４１から放射方向外側への距離が大きくなるにつ
れて、各境界１３４ａと１３５ａが、デイスクの
増大する角度間隔を占有するからである。

部分１４２は、反対の形状である。特に、曲線
１３４ｂと１３５ｂ間の角度は、回転軸１４１か
ら半径方向外方に遠ざかるに従つて減小する。

ビームが、距離γ、角度θの所でデイスクを通
過する場合を考えれば、ビームの通路は、ここで
数学的に一般化した場合を考えるまでもなく、直
感的に理解できるであろう。特に、距離γを軸１
４１から遠ざけたり、近づけたりする変化に対し
て、ビームが、各不透明な面１４０と１４２によ
つて遮光される時間が決定できることがわかる。
不透明な面１４０の場合には、ビームの位置が、
軸１４１から遠ざかれば遠ざかる程、面１４０に
よるビームの遮光は長くなる。不透明な面１４２
の場合には、ビームが軸１４１から遠ざかれば遠
ざかる程、ビームの遮光は短かくなる。従つて、
不透明な面は、それぞれ、回転軸１４１からのビ
ームの極座標γを指示する不連続な角度間隔を与
える。

軸１４１のまわりのビームの角度を参照する
と、ノツチ１２１を除いた部分と、２つの不透明
―透明境界との間の全体角度間隔が、角度の決定
に用いられる。例えば、境界１３４ａと１３５ａ
が、それぞれビームを通す時を観察することによ
つて、ノツチ１２１を記録してから計測されるこ
れら境界の角度行程の平均によつて、軸１４１の
まわりの角度として、ビーム位置の正確な計測が
行われる。この回転角度は、正確に計測される。
この回転角度を、周縁領域１２０の正確な回転角
度に関連づけることによつて、ビームの移動角度
θが容易に決定できる。

４個以上の境界を使用し得ることも明らかであ
る。例えば、６個の境界を使用しても良い。同様
に、境界の透明、不透明部分を逆にしても良い。

各透明領域１３２，１３３と不透明領域１４
０，１４２は、ビーム行程１３０の予期される領
域を完全にカバーできるような大きさに選ばれ
る。ノツチ１２１を除くことによる周縁領域１２
０におけるリセツトは、これらの領域の一つが、
ビーム行程１３０の予期される領域を完全に占有
した時にのみ生ずる。他の点では、急激な数値変
化が、僅かな角度変化と共に生じ、これは、その
結果生ずる後述の難しい計算を要する。

次に、被試験光学装置に使用される図示の４個
の孔に注目するべきである。

第１ａ図において、ダイヤフラムの孔１〜４
は、直径が15ミル（約0.38mm）である。各孔１〜
４の最適範囲は、10乃至60ミル（約0.25乃至1.5
mm）で、５ミル（約0.13mm）程の孔や、100ミル
（約2.5mm）程の孔も可能である。

孔の大きさの上下限が２つのパラメーターによ
つて制御されることは、注目されるべきことであ
る。孔がだんだん小さくなると、回析の欠点が出
てくる。回析の欠点が出てくると、検出器Ｄへの
後方の光路は、光学的干渉によつて歪み、信頼で
きなくなる。

ダイヤフラム１６の孔１６―１が大きくなる
と、レンズのサンプルは大きくなる。たいていの
レンズは、その表面に亘つて、光学的効果が変化
するので、下方の円錐状になる光は、サンプル領
域が広がるにつれて、幾何学的に歪んでくる。眼
鏡に関し、この領域が、100ミルを越えると、幾
何学的光学歪により、運動境界板Ｌにより、正確
な遮光による検出を妨害してしまう。

以上、ビームの移動について述べたが、次によ
り一般的な場合を説明する。

本発明における運動境界板の運動路がその実施
形態を広範囲に変えられうることは、明らかであ
る。例えば、運動路は、直線的であり得るし、ま
た、予期されるビーム行程の領域を次々と通過す
る一連の境界から構成してもよい。同様に、境界
の軌跡を、透明な、回転円筒の外側に描いてもよ
い。光は、この円筒の側壁を介して偏向され、ビ
ームの遮光は、円筒側壁に描かれた境界で生ず
る。しかし、ここで示した回転デイスクの実施例
が、これらの変形例より優れたものであることは
理解できるであろう。

ここに示した境界は、デイスク面上の隣り合う
不透明・透明領域から成つている。本発明の実施
には、完全に透明又は不透明は領域が必らずしも
必要でないことは理解されると思う。検出器の感
度をあまり下げることなく、光ビームを横切つ
て、それらをさえぎることができる限り、いろい
ろな面を使用できる。同様に、いろいろな色の光
を、色を識別するフイルターと組み合わせて用い
ることができる。例えば、光と、狭帯域フイルタ
ーの組み合わせを、いろいろなビームを次々と通
すために用いることができる。通過すると、これ
らの光は、単一の検出面で、連続的に計測され
る。

境界は、境界の運動軌跡の企図された運動路に
平行であつてはならない。そのような場合、光の
行程の領域の走査もなく、ビームの検出もできな
いからである。

２つの境界は、互いに異なる形状であることが
必要である。この角度に関しての組違は、各境界
が、企図されたビーム行程領域を走査し、２つの
境界が、遮光が生じた時には、共通の交差点を形
成することを要求しているものである。この共通
の交差点が、ビームの行程の点を規定できるので
ある。

運動境界板について言えば、境界が、既知の、
一定の速度で移動するのが好ましい。既知の、合
理的な一定速度で動く時、ビーム位置決定のため
の式は、マーク１２１と１２２からの位置情報と
を組み合わせて時間の式に変化される。すなわ
ち、各遮光の時間を観察することによつて、ビー
ム行程の正確な位置を計測することができる。一
度行程がわかると、その結果として法則を得るこ
とができる。

好ましい特別形状の運動境界板が、第２図、第
３図に示されている。しかし実際には、境界は、
他の形状であつても良いことはすでに述べた通り
である。

実際の計器としては、少なくとも２つの境界形
状を使用しなければならないことは重要なことで
ある。これらの境界の１つの傾斜は、光路を横切
る境界の運動方向に対して、他の境界よりも代数
的に大きくなければならない。このような傾斜
は、境界に、明瞭な交差点を与え、この明瞭な交
差点により、行程の被検査領域、例えば第２図の
領域１３０内の正確なビーム位置が保証される。

傾斜は、その符号を変えないのが便利である。
もし、符号の変化が生じるように傾斜が選ばれて
いるとその結果生ずる作用は、単調なものでなく
なつてしまう。すなわち、傾斜を生じさせている
１つの要素の値が、行程の領域に亘つて増加する
代わりに減小してしまう。このことは、方程式を
解くのを一層困難にしてしまう。

もちろん、境界は、極座標（ここで境界は、推
奨実施例で示されるように回転される）で表示さ
れるものであつても、直角座標（ここで境界は、
境界を規定する不透明領域及ぼ透明領域の各々
が、通常のＸ，Ｙ表示によつて表わされる）で表
示されるものであつても差支えない。

当該境界が、回転する形式の境界である場合、
その傾斜dθ／dγは、任意の半径において、他の境界 のそれよりも代数的に大きくなければならない。
明らかに、これは、角度方向θで回転が生ずる場
合である。

境界が、直角座標のＸ方向に変換された場合、
１つの境界の傾斜dx／dyは、計測範囲において、任 意のＹにおいて、他の境界の対応する傾斜よりも
代数的に大きくなければならない。

両方の関数“dθ”／dγと“dx”／dyは、本質的には
、余 接である。すなわち、これらの各関数は、各境界
が、境界の運動路に垂直又は垂直に近い時零にな
り、符号を変えるからである。勿論、これらの境
界の方向が、その運動路に並ぶように近づくと、
“dθ”／dγと“dx”／dyの値は大きくなる。これらの
後者 の各傾斜においては、行程の予期される領域の掃
引が必要とされることを思い出して欲しい。傾斜
の変化が、行程の予期される領域に亘つて生ずる
ことが、重要な限定である。勿論、境界が、この
行程の予期される領域を完全に横切らない場合に
は、この一般的な条件限定は、満たされない。

次に、このシステムで使用されるサンプリング
の孔の数に注目するべきである。２つのサンプリ
ング用の孔が使用される場合には、もし、被試験
レンズ系の主軸に対する重ね合わせが生じなけれ
ば、レンズの解を得るのに十分な情報は得られな
い、孔が３つの場合には、球、円筒、円筒軸、プ
リズム素子の解が、一回の試験計測によつて得ら
れるであろう。孔が４個の場合には、（以上に述
べた）屈折力変化の機能が、このシステムから導
き出され、計測精度もしくは面精度の何れかにつ
いての検証を与える。

運動境界板Ｌは、勿論、ビーム行程の正確な角
度を同定するのに役立つ。運動境界板を、一定角
速度で駆動する手段によつて、角度間隔は、時間
間隔に変換される。従つて、もし、運動境界板が
一定速度で駆動されるならば、好ましいことであ
る。

一般の場合のパラメーターを述べたが、次に、
光検出回路への行程のもとにおけるビームの焦点
について述べる。

焦点合わせ光学系 第１ａ図を参照すると、焦点合わせ機構の、光
検出器の例が示されている。運動境界板Ｌが示さ
れている。領域１３０は、被試験光学装置Ｓの孔
４からの光線を受けている。運動境界板Ｌの直ぐ
後には、焦点合わせレンズ１６０がある。焦点合
わせレンズ１６０は、被試験光学装置Ｓ上の領域
４から出るビームを受けて、検出器Ｄの孔４にそ
の像を結ぶ。

検出器Ｄは、４つの光検出器列である。光が、
この検出器の各検知領域に当ると、この領域か
ら、独立した信号が得られる。この素子が、商用
の標準のものでよいことは理解されるべきであ
る。例えば、カリフオルニア、サンタモニカのユ
ナイテツド・デイテクタ・テクノロジー・コーポ
レーシヨン製の“ピンスポツト／40”フオトダイ
オードでよい。

このことは、被試験光学素子の領域４を、検出
器Ｄの領域４に焦点合わせすることによつて達成
されることは、この分野の当業者によつて明らか
である。更に、ビーム４が、被試験光学素子Ｓに
よつて、行程４がどのような影響を受けようと
も、検出器Ｄのほぼ同じ領域４にビームが当るこ
とは明らかである。唯一の違いは、運動境界板Ｌ
の領域を通る行程である。勿論、このような行程
は、異なる時間間隔の遮光を生ずる。これらの時
間間隔の異なる遮光は、運動境界板Ｌの回転角度
位置がどこであるかによつて異なる。

運動境界板Ｌは、光源１５０と光検出器１５１
によつて、回転が計測される。各光源１５０と光
検出器１５１はノツチ１２０が通過する各時間を
決定する。光検出器１５０を、適当な電子回路
（第４図参照）へ接続することによつて、各光ビ
ームの遮光が生じる。

任意の数の、検出器への焦点合わせ機構を使用
できることは明らかである。光検出器が、遮光の
タイミングを観測し、運動境界板Ｌの回転を監視
することが唯一の要件である。

光検出器について述べたが、次に第４図で、本
発明の電子回路を参照しよう。

電子回路 本発明の電子回路は、４つの論理段階を有して
いる。第１に、回転運動境界板Ｌの回転位置の監
視がある。第２に、光検出器Ｄにおいて遮光が生
じる時の、遮光の記録がある。第３に、回路は、
遮光の生ずる角度間隔を計算する。これは、全回
転50000における約１の割合の精度又は全回転
100000に対して２の精度でなされるのが代表的で
ある。最後に、これらの角度の値は、球面屈折
力、円筒屈折力、軸及びプリズムに対して計算さ
れる。これらの計算された値は光放射ダイオード
（LED）表示又はプリンターによつて、オペレー
ターに与えられる。

第４図を参照すると、電子計算機の標準的な部
分が示されている。特に、カリフオルニア、サン
タクララのインテル・コーポレーシヨン（以下イ
ンテル）製チツプ8080で表わされる中央処理装置
（CPU）２００は、システムクロツク２０１（イ
ンテル８２２４）を備えている。システムクロツ
ク２０１は、以下でより完全に説明するように、
フエーズとフエーズの出力を有している。フ
エーズは、ポジシヨンカウンタ（カリフオルニ
ア、サニバレのナシヨナル・セミコンダクタ・チ
ツプ１６３）、インデツクス・デイテクシヨン、
トータル・フアイン・カウント（カリフオルニ
ア、サニバレのナシヨナル・セミコンダクタ・チ
ツプ１７３）を駆動するために用いられる。シス
テム・クロツクのフエーズは、遮光を検出する
ために用いられる。このやり方では、トータル・
フアイン・カウント２１５、インデツクス・デイ
テクシヨン２１７、ポジシヨン・カウンタ２１６
及びポジシヨン・カウンタ・ラツチ２２４の転移
は、遮光の検出と同時には生じない。後述するよ
うに、ポジシヨン・カウンタの変化が、ほぼ遮光
と同時に起こる場合、誤りを避けることができ
る。

入力バツフア（インテル８２１２）と優先出力
（インテル８２１４）を備えたCPU２００は、バ
ス・コントロール２０８（インテル８２２８）を
介して入出力する。バス・コントロール２０８
は、回路への質問、計算、出力に関連する様々な
入出力を制御する機能を有する。

リード・オンリ・メモリ（ROM）２０２（イ
ンテル２７０８）は、CPU２００のプログラム
を記憶している。リード・ライト・メモリ
（RAM）２０４（インテル８１１１）は、検出
器Ｄによつて計算された種々の量を、部分的に及
び全面的に検索するために記憶している。

アドレス・バス２０７とデータ・バス２０８
は、システム全体を通してデータを転送する働き
をする。たとえば、プリンター・インターフエー
ス、プリンター２１２、及びニユーメリツク・デ
イスプレイとキーボードを有するデイスプレイ・
キーボード・インターフエース２１１のような、
標準の計算機のコンポーネントが接続される。こ
れらは、当該分野で標準的なものであるので、こ
こでは詳述しない。

第４図に示したような運動境界板Ｌを参照する
と、５個の互に分離した出力が受け入れられるこ
とがわかる。ここで述べるように、フオトダイオ
ードと増幅器―バツフアーアセンプリ２１０は、
ノツチ１２１が通過する毎のカウントを監視して
いる。このフオトダイオードは、運動境界板Ｌの
回転角度の読みを与える。同様に、フオトダイオ
ードＤの各領域は、運動境界板Ｌの中央領域１２
５からの分離した出力を有している。

２１０に内蔵されている各フオトダイオードか
らのこれら光学的出力の各々は、緩衝される。こ
れは、電流、電圧増幅器に直列接続された１又は
それ以上の電圧増幅器を含む二重増幅器によつて
達成される。出力信号は、通常ノイズの干渉を小
さくするような小さいインピーダンスを通され
る。

運動境界板Ｌが１回転終えたことを検知するこ
とが必要である。これは、マークの省略（第３図
に示すような）又は、二重の厚みのマークを設け
ることによつて達成できる。第３図に示した例で
は、マークの省略がなされている。

全体の、精密な計数は、トータル・フアイン・
カウンタ２１５で蓄積される。同時に、ポジシヨ
ン・カウンタ２１６は、２５５の幅広い不透明部
分１２０が通過する毎に、それをカウントする働
きをしている。便利のために、ブランク・スペー
スすなわちノツチ１２１が通過する毎に、０基準
がカウンタに生じ、それに続く第１のマーク１２
２が、フオトダイオード・アセンブリ２１０によ
つて検出される。

ポジシヨン・カウントは、トータル・フアイ
ン・カウンタ２１５、ポジシヨン・カウンタ２１
６及びポジシヨン・カウンタ・ラツチ２２４によ
つて達成される。インデツクス・デイテクタ２１
７は、運動境界板Ｌのブランク・スペースすなわ
ちノツチ１２１が検出される時は常に、全体の精
密な計数を再開する。

第２に、ポジシヨン・カウンタ２１６は、２５
６の１部分に対する運動境界板Ｌの全体の回転角
度位置を決定する。第３に、全体の精密な計数
は、トータル・フアイン・カウンタ２１５で行わ
れる。これは、インデツクス・デイテクタ２１７
によつて、回転の完了が検出される毎に、リセツ
トされる。

インデツクス・デイテクタ２１７は、フオトダ
イオード２１０から受けるマーク・パルスの規則
性を試験する。これらのパルスは、運動境界板Ｌ
の回転速度（通常１秒当り５回転）に依存し規則
的な間隔で発生する。ノツチ１２１が検出される
と、インデツクス検出回路は、トータル・フアイ
ン・カウンタ２１５へ出力信号を発する。トータ
ル・フアイン・カウンタは、蓄積されており、検
出に応じてリセツトし、カウントを再開する。

運動境界板Ｌは、最初、極座標で読み出される
ことは明らかである。角度工程（θ）がある場
合、遮光の各境界は、角位相が変わる。従つて、
角度シフトが、容易に検証される。

半径（γ）が変化する場合を考えると、運動境
界板Ｌの領域１４０は、半径が増大するにつれ
て、遮光角度が増大することがわかる。領域１４
２の効果は、反対である。半径が増大するにつれ
て、遮光は減ずる。従つて、遮光の時間間隔の簡
単な測定によつて、行程の半径は、容易に計測さ
れる。

第５図のタイミング図を参照すると、カウンタ
ーの機能が更によく理解される。ポジシヨン・カ
ウンタ２１６は、明らかに、マーク・パルス２４
６¹を受ける。パルス２４６¹は、運動境界板Ｌの
１回転の、256番目毎に生ずる。明状態を１で表
わし、暗状態を０で表わすと、暗から明に移る毎
に正方向マーク・パルスが生ずることがわかる。
この正方向マーク・パルスは、ポジシヨン・カウ
ンタ２４６で加算される。明状態が１サイクル中
変わらない場合、ｎインデツクス・デイテクタ２
１７は、トータル・フアイン・カウンタ２１５へ
出力を出す。トータル・フアイン・カウンタ２１
５がリセツトされる。

第３象限３（図のD₃）の検出器Ｄが、遮光を
受けるとすると、その出力は、第５図の、出力
D₃′で示されたようになる。検出器出力は、光平
均比較回路２２０を通つて、出力D₃′をカウン
タ・コントロール・ロジツク２２２に加えられ
る。直列に接続されたポジシヨン・カウンタ・ラ
ツチ２２４は、遮光が起ると、ラツチされる。全
精密計数のCPU２００を介しての入力は、ポジ
シヨン・カウンタ・ラツチへの遮光時に発生する
（第４図）。

第５図を参照すると、次のフエーズ（ｎ＋１）
中、ラツチされたカウンターは、CPUにより質
問を受けて、RAM２０４へ出力を発する。１度
質問がされ、続く次のフエーズ（ｎ＋２）中に、
ポジシヨン・カウンタ２２４は、リセツトされ、
続く次の遮光を探し始める。

各カウンターは、運動境界板Ｌの１回転当り４
度、各遮光毎１回、各フオトダイオードの作用に
よつて質問を受ける。これらの各質問は、被試験
光学素子によつて生ずる偏向の半径Ｒと角φに依
存して、ほぼ90゜間隔でカウントを出力する。

運動境界板の１回転が完了すると、４つの検出
器セグメントの各々は、16の異なる値の全体に対
して、４つの異なる値を生ずる。各値は、遮光の
時（２つの明から暗に行くのと２つの暗から明に
行く）に指示する。この数値情報は、（256）²すな
わち６５，５３６が１回転全体を指示し、これに
より小さい数値は、１回転の対応する一部分を指
示するようになつている。

計算機分野における当業者であれば、困難を生
じ得る特別な場合があることに気付くことであろ
う。遮光が、マーク１２２の１つの間隔で正確に
生ずる場合、混乱が生じ得る。遮光マーキング
と、カウンターのインデツクスとが同時に起る
と、カウンターが満杯であつたのか、丁度空であ
つたのかの検出が不可能である。２５６に対し
て、１の割合の回転誤差が起こり得る。この大き
さは、この光学装置の運動境界板Ｌに対して、容
認できない誤差である。

この現象を避けるために、クロツク回路が、フ
エーズとの関係が出力する。計算機回路は、
フエーズの間の遮光を見るようにされる。フエ
ーズの間中、カウンターリセツトが生ずる。従
つて、リセツト中、遮光は決して生せず、リセツ
トは、遮光中決して生じない。検出器Ｄにおい
て、フエーズの転移が、マークの縁の前で生じる
と、カウンターは禁止され、間隔ｎ＋１で読まれ
るまで受け入れない。マーク後、もし転移が生ず
るならば、カウントを始め、リセツトされ、それ
から禁止され、間隔ｎ＋１の間中、カウントは凍
結され、間隔ｎ＋２の間中、質問される。実際、
検出器Ｄのリセツトと質問とを行つたり来たりす
ることによつて、インデツクス及び遮光間の混乱
は避けられる。

本発明の回路は、検出器Ｄの検出素子の象限に
おける光のレベルの広範囲な変化に適合しなけれ
ばならない。光学的シエージング（色と全体の光
学濃度の両方）を変える薄い補正レンズを用いる
ことが、今では一般である。特に、眼鏡レンズの
いろいろなシエージングを読みとるレンズ計器
は、光検出器Ｄにおける広範囲に変化する出力を
受け入れるようにされる。例えば、慣用のダーク
グラスが使用される。又、イエロー、ピンク、ブ
ルーの色合いのカラーレンズが、慣用の光学系で
は普通である。更に、これらの各光学素子は、シ
エージングが可変であり、代表的なものでは、光
学素子の上側部分は強くシエージングされ（観測
者が、空や太陽を見る部分）、光学素子の下側部
分は、大してシエージングされていない（観測者
が、地面や、日陰を見る部分）。各検出器セグメ
ントは、特別な読取りをするために、個々に手を
入れられなければならない。

第６ａ図を参照すると、出力のタイミング図が
示されており、暗から明への遮光を示している。
セグメントD₃に対する検出器２１０からの出力
は、電圧出力である。フオトダイオードのD₃セ
グメントは、暗状態において、最小出力を出し、
明の状態において、最大出力を出す。遮光が生ず
ると、遮光の代表的な曲線が、第６ａ図に、対時
間曲線として示されている。

暗と明の出力電圧間の転移状態の50％を検出す
ることが通常望ましい。この点は、点300として、
図面上にマークされている。

第６ａ図の下側で、同じ水平方向の時間スケー
ルを有する第６ｂ図は、所望の電気的出力を示し
ている。特に、論理０が示されている。光が、第
６ａ図の300で示された50％の暗／明の基準を通
過する時、第６ｂ図の点３０１で示される論理１
の検出レベルとなることが望ましい。

シエージングされたレンズの場合に戻ると、明
と暗のレベルの両方が変化し得るということは明
らかである。例えば、フオトダイオードの暗レベ
ルは、温度、湿度、周囲光、およびレンズ計器が
作用する環境の他のパラメーターの関数である。
例えば、製造の僅かな欠点は、検出器Ｄの象限か
ら象限へダーク・ノイズ・レベルに変える。

光検出器の光の強度は、前述したレンズ・シエ
ージングの関数である。これらの各フオトダイオ
ードは、ほぼ同時に読まれるので、光検出器に対
する各象限を、個々に手入れするために、平均回
路が重要となつてくる。

第７図を参照すると、サンプリング回路が示さ
れている。サンプルホールド素子３０４（カリフ
オルニア、サニバレのナシヨナルセミコンダクタ
チツプ３９８）は、検出器Ｄの４つの領域の１
つ、すなわちセグメントD₃から、各光検出器に
対して、チヨツパーデイスクの“透明”な方向
に、光のレベルをサンプルし、ホールドする。同
様に、サンプルホールドダツクレベル３０５（ナ
シヨナルセミコンダクタ３９８）は、光検出器Ｄ
の同じ各象限からチヨツパーデイスクの“不透
明”な方向にダークレベルをサンプルし、ホール
ドする。これらの、各サンプルホールド回路の出
力は、比較器３０８（ナシヨナルセミコンダクタ
チツプ３３９）の出力へ、平均化抵抗を介して、
並列接続される。

離散した検出セグメント（すなわちセグメント
D₃）の１つからの出力も、比較器３０８へ入力
される。50％の状態が通過すると、比較器３０８
が、遮光を出力する。この遮光は、時間に対し
て、正確に第６ｂ図に示された形をとる。

比較器３０８は、回路のヒステリシスを有して
いる。概していえば、状態変化が、正方向に生ず
ると、比較器の基準入力３０８は、負の小さな値
だけドロツプする。状態変化が、負方向に生ずる
と、比較器３０８は、正の小さな値だけ昇圧され
る。ドロツプ又は昇圧の値は、ノイズの最大レベ
ルを越えるように設計される。従つて、唯一の論
理状態の変化が、各遮光ごとに生ずる。このよう
なヒステリシス回路は周知であるので、これ以上
は説明しない。

１つの検出セグメントD₃に対するビーム行程
の角度間隔の発生を検討すると、他のセグメント
の検出が、全て類似なものであることが明らかと
なる。第４図の計算機回路への数値入力は、極座
標形式で、角度情報を含んでいる。

極座標形式での、角度情報の起源を検討する
と、角度データに対するCPUによる計算は、次
のように説明することができる。

計算機の計算 計算機の目盛較正においては、デイスクの回転
は、検討のために、デイスクの検出器側から見て
時計方向にとられている。周辺の情報領域１２０
の透明部分の間隔１２１は、小さな不透明領域１
４２が、ビーム行程１３０の領域を完全に妨げる
時、ある回転位置にセツトされるように任意にと
られる。サンプリング領域は、便宜上第１ａ図に
示されたような反時計方向とされる。

異なる縁の遮光において含まれる基本的な情報
は、簡単な形状の場合には、２つの形式で表わす
ことができる：Ｒ＝＋kθとＲ＝−kθ、量ｆは、
Ｒ＝＋kθとＲ＝−kθの運動境界板における遮光
領域間の角度の向きの差として定義される。すな
わち、１つの形状に対する遮光の全ての角度方向
は、共に加えられ、他の形状の遮光の全ての角度
方向も、共に加えられ、そして、第１の和が、第
２の和から差し引かれると、ｆを形成する。定性
的には、ｆは、回転チヨツパーデイスクの中心か
ら遮光領域の半径方向の距離である。θは、回転
チヨツパーデイスクの中心の周わりの遮光の方位
角位置の尺度である。

半径方向の行程Ｒは、 Ｒ＝αf＋β と書くことができる。ここに、αは、半径の変化
ｆに対する一定の係数であり、βは、観測される
半径の変化の初期値に対して与えられる基準の定
数である。

同様に、角変移φは、次の関係を満たさなけれ
ばならない。

φ＝γθ＋δ ここに、γは、角行程θに対する一定の係数で
あり、δは、角変化の初期値に関する定数であ
る。―これは、周辺の情報領域１２０のインデツ
クスマーク１２１の始めに関係している。

直接に読む極座標を、標準の直角座標に変換す
るために、式 Ｘ＝Rcos φ−X₀ Ｙ＝Rsin φ−Y₀ が用いられる。ここに、X₀は、Ｘ軸の原点に対
する直角座標の定数であり、Y₀は、Ｙ軸の原点
に対する直角座標の定数である。

同様に、球と円筒に対するスケールフアクタＳ
は、零の球の始めに対する零目盛にする項Ｚとと
もに必要とされる。更に、軸補正Ａと、頂点の計
算のための頂点補正d₁、すなわち、変移した基準
面におけるレンズ屈折力を測定するために必要で
ある。更に、Ｏ―90゜円筒（Zc＋）に対しては、
零目盛にする項を生じさせ、45゜−135゜円筒（Zc
×）に対しては、零原点を生じさせることが望ま
れる。

上述した定数の全ては、経験的に決定できる。
例えば、個々の光学素子と、それらの相対的な間
隔は、代表的な定数の値が得られるように調整さ
れる。

コンピユータープログラムへの入力値は、角度
φijであり、ここに、ｉは、サプルされた特定の
孔を示し、（第１ａ図、孔１〜４参照）、ｊは、遮
光を生ずる特定の境界を示す。従つて、各サンリ
ング用孔に対し、４つの読みがあり、従つて、４
つのサンプリング用孔は、全部で16の出力を生ず
る。

計算機により光学系を調節すると、各孔fiに対
する半径方向の工程は、 fi＝φi₃＋φi₄−φi₁−φi₂ と書ける。ここに、fiは、各サンプリング領域に
対する半径フアクタであり、φi₁は、境界１３５
ｂの遮光で生じた角変移であり、φi₂は、境界１
３５ａの遮光で生じた角変移であり、φi₃は、境
界１３４ａの遮光で生じた角変移であり、φi₄は、
境界１３４ｂの遮光で生じた角変移である。

同様に、方位θiにおける変移は、式 θi＝φi₁＋φi₂＋φi₃＋φi₄ で表わされ、ここに、φは、上述したものと同じ
である。

直観的に、上式が、便利な試験を与えてくれる
ことはわかる。特に、透明領域１３２，１３３の
光の通過の時間間隔は等しい。換言すれば、デイ
スクの各透明部分は、正確な１／４回転に対する特 定半径に衝突するビームを妨げるように特に設定
されているので、次式は近似的に零である。

ti＝φi₁＋φi₄−φi₂−φi₃ ここに、tiは、０に近い小さな値で、２５６²
から２０を減算したり、加算したりした値を越え
ることはあり得ず、φi₁は、境界１３５ｂにより
遮光であり、φi₄は、境界１３４ｂによる遮光で
あり、φi₂は、境界１３５ａによる遮光であり、
φi₃は境界１３４ａによる遮光である。

この点において、カウントが、＋20又は−20の
限界を超えると、計算は失敗する。装置の機能が
働かなくなる（例えば、ランプの燃焼）か、レン
ズが、うまく計測できなくなる（例えば、非常に
汚れたレンズ）。

fiとθiに対する上の計算の各々は、サンプリン
グ用の孔１〜４の各々に対して繰り返さなければ
ならないことを思い出すべきである。４つのサン
プリング間隔の各々に対する半径Riと角φiにお
ける工程は、次のように書ける。

Ri＝αfi＋β φi＝γθi＋δ ここに、Riは半径方向の行程を表わし、φiは、
チヨツパーデイスク系に対する実際の角行程であ
る。

各サンプリング用孔に対する極座標での行程を
それぞれ得ると、これらの行程は、次式によつ
て、容易に、直角座標に変換できる。

Xi＝Ri cos φi−X₀ Yi＝Ri sin φi−Y₀ ここに、Xiは、各サンプリング用の孔（ｉ）
に対するレンズ偏向の水平方向における直角座標
での行程であり、Yiは、各サンプリング用の孔
（ｉ）に対するレンズ偏向の垂直方向における直
角座標での行程である。

各サンプリング用の孔に対して垂直及び水平方
向における直角座標での行程を得ると、簡単なプ
リズムが得られることが明らかとなる。例えば、
水平プリズム（プリズム・ベース・イン、ベー
ス・アウト）は、式 P_x＝₄ 〓ⁱ⁼¹ ×ｉ によつて決定される。ここに、P_xは水平プリズ
ムで、 P_Y＝₄ 〓ⁱ⁼¹ Yi ここにP_Yは、垂直プリズム（プリズム・アツプ、
プリズム・ダウン）である。

プリズム屈折力（通常プリズム・ジオプトリー
で測られる）は、レンズ偏向（Xi，Yi）の直角
座標での行程に関係して簡単に示されることを注
意しておきたい。これは、パラメーターα，β，
X₀，Y₀のスケールを適当に選択することによつ
て、達成される。実際、プリズム関係式の中で、
当然見出せる筈の任意のスケール・フアクター
は、これらの４つのパラメーターのスケールの中
に既に含まれており、その結果、最小限の数学的
操作で、プリズムジオプトリーの形で、直接計算
できる。

前述したように、等価的に球面に対する表示
（Seq）（後に考えられるスケール・フアクターと
は別に）は、式 Seq＝−X₁＋X₂＋X₃−X₄−Y₁ −Y₂＋Y₃＋Y₄ によつて決定される。

同様に、Ｏ−90゜の非点収差は、式 C₊／２＝（＋X₁−X₂−X₃＋X₄−Y₁ −Y₂＋Y₃＋Y₄） で決定される。45゜−135゜の非点収差（C_x）は、 C_×／２＝（＋X₁＋X₂−X₃−X₄＋Y₁ −Y₂−Y₃＋Y₄） によつて決定される。

この際、従来のプリズム、球面、円筒軸におけ
る変化以外の変化に対して、被試験レンズをチエ
ツクすることが可能である。従つて、円形非点収
差（CA）と、屈折力変化（PV₁とPV₂）に対し
て上述したと同じ様に、非円環体面に対する試験
は、前述した関係式を調べることによつて行なわ
れる。

〔（Ｓ）（CA）〕＜0.2 〔（Ｓ）√（₁）²＋（₂）²〕＜0.3 Ｓは、後で定義されるスケールフアクターで、
これら両式とも満たさなければ、計算は継続可能
である。しかしながら、式が満足されないと、適
当な警告が、オペレーターに与えられる。オペレ
ーターは、球、円筒、軸、プリズムにおける通常
の屈折力変化以外の変化を含んでいる被試験レン
ズ系Ｓが存在するということを、適当な指示によ
つて知らされる。

非円環体面の存在に対して、これらの各試験を
行なうと、次の３つの式が同時に解ける； （Ｓ）（C₊／２）＝Ｃ／２cos2（θ＋Ａ）−Z_C+ （Ｓ）（C_×／２）＝Ｃ／２sinγ（θ＋Ａ）−Z_C× （Ｓ）（Seq）＝S₁＋Ｃ／２ 上の３つの式において、円筒に対する値Ｃ、方
位角θ、球面S₁が解かれるということは、重要な
ことである。Z_C+とZ_Cxと同様に、スケール定数Ｓ
と軸補正Ａを含む定数は、光学装置の性質として
既に決定されている。

当該分野における当業者は別として、結果を、
連立方程式の解として表わすことは、明確にする
という目的のためには、最善の方法であることに
注目すべきであろう。正接を得るための上の２つ
の式の簡単な割算は、解における同様な代数演算
であるが、正接サイクルが180゜毎に繰り返すよう
に、結果を明瞭に規定するには、好ましいもので
はない。あいまいな角度解が得られるが、得られ
たtan^-1の結果は、更に定義されることが必要で
ある。いかなる場合にも、これらの式は、直角座
標の極座標への一般的な変換以外には、何も表わ
していない。

上式に対して、解を得ると、球、円筒、および
従来の円筒軸に対する最後の計算は、次のように
なる。

S_rx＝S₁−Ｚ C_rx＝Ｃ θ_rx＝θ ここに、S_rxは、規定された球であり、C_rxは規
定された円筒であり、θ_rxは、円筒軸である。

従つて、この際、プリズム（ベース・イン、ベ
ース・アウト、ベース・アツプ、ベース・ダウ
ン）球、円筒、円筒軸が、全て、この計算プロセ
スによつて得られることがわかる。

実際の場合には、サンプリングの孔１ないし４
の向きは、基準例えばレンズテーブルの所望のフ
レームに対して回転される。向きのこの変化によ
り、得られたプリズム値に対して、対応する調整
が必要となる。このような変化は、次式によつて
計算される。

R_x′＝P_xcosA＋P_YsinA R_Y′＝P_YcosA＋P_XsinA ここに、P_X′は、補正されたベース・イン、ベ
ース・アウト・プリズムであり、P_Y′は、補正さ
れたベース・アツプ、ベース・ダウン・プリズム
である。

円筒軸に対する大きさＡだけのこのような補正
は、既に、前述の関係式で与えられるていこは注
目すべきことである。

頂点補正が加えられる場合、レンズが、その所
期の光学的効果を持ち得る場所から、距離d₁にお
ける屈折力が通常計測される。このようなレンズ
の移動は、結果として生ずる規定のS′_rxと、円筒
C′_rxに変化を生じさせ、それは次のようになる。

S′_rx＝S_rx〔１＋（d₁）（S_rx）〕^-1 C′_rx＝（S_rx＋C_rx）〔１＋（d₁） （S_rx＋C_rx）〕^-1−S_rx 〔１＋（d₁）（S_rx）〕^-1 このような移動にもとづいて、円筒軸は変化し
ないので、 θ_rx＝θ は維持される。

非平行光線における実施例 本発明に関しては、光が、収束および又は発散
する環境内で、運動境界板Ｌを使用することは可
能である。この説明のために、そのような系は、
簡単に記載できる。

第８図を参照すると、光源３１４は、多面プリ
ズム３１６の前方に示されている。プリズム３１
６は、４つのプリズム象限ａ，ｂ，ｃ，ｄを有し
ている。これらの各象限により、光が、プリズム
の後方に現われ、恰も、４つの別々の光源がある
ように見える。この図では、象限ａにおいては、
光源３１４は、プリズム３１６のプリズムセクシ
ヨンａによつて、見かけの光源３１４¹として与
えられる。通常、光は、見かけ上の光源３１４¹
から、斜めの鏡３２０へ発散していき、それから
中継レンズを通る。図から明らかな様に、光源３
１４と集束レンズ３２２との間の光は、発散す
る。レンズ３２２を通つた後、光は収束する。運
動境界板Ｌは、集束レンズ３２２の直ぐ近くに置
かれる。図からわかるように、各境界は、レンズ
３２２を出た光束を横切つて走査し、遮光を生じ
させる。この遮光は、運動境界板が収束光ビーム
を横切る時に生ずる（集束レンズ３２２を、運動
境界板Ｌと入れ替えると、遮光は、発散光ビーム
において生ずるが、この場合の作用の解析は、第
８図に示されるものより簡単となる）。

レンズ３２２を通つた後、光は、第２の鏡３３
０に当つて、孔あきプレート３３２を通る。４つ
の見かけ上の光源は、孔あきプレート３３２の面
の所又はその近くに、小さく、強い光点として投
影される。孔あきプレート３３２は、その中に、
随意に、４つの孔a′，b′，c′，d′を有しており、
これらの孔は、通常これと対向している被試験光
学素子Ｓを介して、光を集中させ、通す働きをす
る。

レンズ３２２とこれらの孔は、光束を、レンズ
を介して特定の点に通す働きをする。各光束は、
特定のサンプリング領域におけるレンズ屈折力に
よつて偏向される。この光の偏向は、各孔から出
る円錐状発散光の測定される行程を形成する。

孔の１つを通つた後、―孔あきプレート３２２
の孔a′と被試験光学素子Ｓ―光は、レンズ３３４
を通る。サンプリング・マスクと組み合わせて、
レンズ３３４は、レンズ３３４によつて集められ
る円錐状発散光の被試験レンズによつて与えられ
る角行程の範囲を決定する手段を与える。孔３３
８は、レンズ３３４の、焦点面の近くに置かれ
る。サンプリング・マスク３３８では、光は、検
出器Ｄの象限の１つ、ここではa″として示された
象限へ行く。

便宜上、サンプリング・マスク３３８の後方
に、レンズ３４０が置かれる。このレンズは、マ
スク３３８を通る全ての光ビームを集束し、その
結果、光ビームは、検出器Ｄ上の焦点の合つた。
既知の位置に当る。例えば、ある光ビームは、象
限a″に焦点を結ぶ。同様に、各サンプリング領域
b′，c′，d′は、円錐状の発散光を有し、その一部
は、孔３３８を通つて、検出器Ｄの適当な光検出
器領域に行く。孔あきプレート３４２は、孔３３
２の所期のイルミネーシヨン領域a′，b′，c′，
d′に対応しない光感知領域からの光を阻止するた
めに用いられる。

この系の機能は、容易に理解されるであろう。
孔a′とマスク３３８との間の円錐状発散光は、角
移動させられることがわかる。この移動は、特定
のサンプリング孔におけるレンズ屈折力の関数で
ある。同時に、この円錐状の光は、ある任意の時
に、遮光を生ずる特定の境界の陰により掃引され
る。従つて、検出器Ｄの象限a″は、異なる時間に
（円錐状の光の移動に依存して）遮光を見ること
になる。この遮光は、前述したものと全く同じに
作用する。全ての代数表示は、同じである。

簡単に言えば、ここで示される構成は、多くの
理由で、従来のものよりすぐれている。これらの
理由の一つは、この特定の光学的配列は、この系
を通る漂遊光には、不感であるということであ
る。明らかに、検出器Ｄと孔３３８，３４２は、
ある領域を通り孔あきプレート３４２によつて、
被試験レンズＳにおける各サンプリング用孔へ集
中された光ビームにのみ感じ、更に、この角度の
方向は、光が孔３３８を通ることができるように
なつている。

異なつた角度と、原点の漂遊光は、この系を貫
通することはできない。

本発明の重要な面は、推奨実施例が、前述した
４つの移動境界によつて分離された不透明と透明
なデイスク領域を使用していることである。この
構成から得られる利点は、信頼性が大きいという
ことと、論理遮光タイミングを決定する正確なス
レツシヨールド・レベルに対する感度が小さいと
いうことである。これは、第６ａ図に関して説明
できる。

第６ａ図において、第７図の比較回路に対し
て、変化したスレツシヨールドが示されているこ
とがわかるであろう。ここで示されているよう
に、スレツシヨールドは、50％暗／明基準より上
方へ変化している。

この変化は、装置の精度を下げない。そのかわ
り、別の境界において、等しく、逆方向の偏れが
読まれ、その偏れは、互いに、有効に打ち消し合
う。このことは、前述した値ｆ，θの式を参照す
ることにより、容易に理解できる。

ｆに対する式は、 ｆ＝（φi₃＋φi₄）―（φi₁＋φi₂） であり、ｇに対する式は、 ｇ＝（φi₃＋φi₄）−（φi₁＋φi₂） であることが思い出される。両方の式は、同じ項
φi₃＋φi₄とφi₁＋φi₂を含んでいることがわかる。

しかしながら、これらの各項は、暗―明境界
と、明―暗境界との間の転移を含んでいる。

第６ａ図を参照すると、暗―明と明―暗境界が
プロツトされていることがわかる。変化したスレ
ツシヨールドが、上方へ行つたとすると、φi₃は、
＋△だけ変化することがわかる。しかしながら、
明―暗境界φi₄の遮光を見ると、この値は、―△
だけ変化することがわかる。両方の場合、△は、
スレツシヨールド値が変つた為に遮光が記録され
た変化した時間である。

各値φを、△だけ変えると（φi₃の場合には△
を加え、φi₄の場合には、△を引く）、その代数和
は、全く同じになることがわかる。従つて、誤ま
つたスレツシヨールド・レベルは、これらの２つ
の型の遮光に対して、逆の時間変化を与える。こ
れらの型の遮光の１つの効果を使用し、加えるこ
とによつて、誤まつたスレツシヨールド・レベル
の結合効果が、補償されるか、最小限のものにな
る。これは、本発明の重要な特徴である。特に、
違つたやり方で使用されるよりも、本発明では、
より多くの光線が有効に働くようになる。遮光
が、早く、或は遅く検出されても、それは、次に
生ずる角度の和で補償される。従つて、角度の和
は、必要な装置の精度を、内容として含んでい
る。

本発明は、多数の実施例を許容できることは明
らかである。境界板の形状と構造が、本発明の重
要な要素であることは、詳細に検討してきた。

次のことを考える。境界板は、感光性でもよ
い。そのような実施例においては、以後の検出素
子は、省略でき、境界板は、それ自体、感光性素
子でよい。同様に、境界板は、発光性でもよい。

同様に、ここで示された全ての光学素子は、屈
折性であるが、本発明は、反射性光学素子を用い
てもよいことは、当業者には明らかであろう。こ
れは、同心的に取り付けられるか、ビームスプリ
ツターの使用による光学素子を備えた反射性光学
素子に対して同心的に、あるいは、適当な軸外れ
補正を備えた被試験鏡に対して偏心的になされ
る。

同様に、光検出器および光源の位置は逆にでき
る。第８図の構成から導出される利点を除くと、
このように、光源と光検出器を逆にすることは、
ここで述べた運動境界板の幾何学から出てくる長
所に影響を与えない。

更に、運動境界板自体が、発光体であつてもよ
い。運動境界板自体が、内部照明され、反射と散
乱とを交互に繰返す光源として働く場合、あるい
は陰極線管上の回転像である場合を考えればよ
い。

開示された実施例は、明らかにすぐれたもので
あることが理解されるであろう。これは、本発明
によりもたらされる利点と、いろいろな実施例の
説明を通して、これまでに明らかにしてきたとこ
ろである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明の運動境界板によつて行程
が測定され、回転式の運動境界板の正確な回転間
隔が既知の時、遮光により実際のビーム行程を指
示する光検出器に焦点を結ぶ離間したビームを、
被試験レンズを通して、投影するハルトマン型光
学装置を示す光学的概略図、第１ｂ図は、凸球面
レンズによつて生ずる光ビームの行程を示す第１
ａ図の装置内の凸球面レンズの光学的概略図、第
１ｃ図は、0゜−90゜交差円筒レンズによつて生ず
る光ビームの行程を示す第１ａ図の装置の光学装
置内に置かれた0゜−90゜交差円筒レンズの光学的
概略図、第１ｄ図は、光学素子を通るビーム行程
を示す第１ａ図の光学装置内の45゜−135゜交差円
筒レンズの光学的概略図、第２図は、境界によつ
て分けられた明確に異なる形状の推奨すべき縁を
備えた本発明の運動境界板を示す図、第３図は、
運動境界板の正確な回転位置を設定するための
個々のマーカーを示す運動境界板の周辺拡大図、
第４図は、本発明の運動境界板に接続され、該境
界板の内面の検出ビームの正確な行程を決定する
中央処理装置型計算機の概略図、第５図は、運動
境界板に関するいろいろな疑問を理解するのに有
用なタイミング図、第６ａ図、第６ｂ図は、本発
明の光学装置において、いろいろなシエージング
のレンズが使用される場合の遮光を検出するた
め、本発明の光平均能力を示すタイムチヤート、
第７図は、光ビームの遮光タイミングを検出する
ためのサンプリング回路の使用を示す図、第８図
は、平行でない光ビームを有する光学系において
使用され、遮光が、収束光において生ずる場合
の、本発明の運動境界板を示す図。 １４…光源、１５…集束レンズ、１６…金属デ
イスク、１８…コリメーターレンズ、Ｌ…運動境
界板、Ｄ…検出器、Ｓ…被試験レンズ、１３２，
１３３…透明領域、１４０，１４２…不透明領
域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被試験光学系Ｓを通過する少なくとも３本の
   相互に離隔した光束を放射する少なくとも１個の
   光源１４，３１４を具備し、該光束を被試験光学
   系によつて偏向させ、光路の所定領域内で偏向さ
   れた光路を測定する光学系屈折力偏向測定装置に
   して、 被試験光学系から所定距離だけ離れた位置にあ
   る既知平面に配置された運動境界板Ｌであつて、
   該既知平面内の所定の径路に沿つて移行運動を行
   うように配置され、互いに光束の透過性が異なる
   第１部分１４０，１４２及び第２部分１３２，１
   ３３、並びに該第１部分と第２部分の間の少なく
   とも２個の互いに明確に異なる形状の境界１３４
   ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂを含み、該境
   界の各々が運動境界板の所定の径路に対し異なる
   角度で移行して単一の明瞭な交差点を用意するも
   のであり、該第１部分及び第２部分のうちの一方
   の部分が運動境界板の径路に関して境界相互の間
   に間隔が等しい部分１３２，１３３を有し、それ
   によつて該一方の部分が各光束のすべての位置に
   おいて間隔が等しい移行運動を行い、該第１部分
   及び第２部分のうちの他方が運動境界板の径路に
   関して境界相互の間に間隔が変化する部分１４
   ０，１４２を有し、それによつて該他方の部分が
   各光束の異なる位置において間隔が変化する移行
   運動を行い、該間隔の変化は運動境界板の径路に
   関する該光束の変位に比例する、運動境界板、 運動境界板を該境界により各光束の遮光を行う
   ように該所定の径路に沿つて移行させる手段、 各光束を受光するように整列された少なくとも
   １つの光検出器Ｄ、 各光束をそれ以外のすべての光束と区別する手
   段１６，１６０，３３２，３４２及び、 該光検出器が運動境界板の該境界で各光束の遮
   光を検出したとき運動境界板の位置を測定する手
   段１５０，１５１、 を具備し、 各光束の遮光の検出時において該運動境界板の
   移行する各境界の少なくとも１つを測定すること
   により、被試験光学系により偏向された光束の光
   路を測定する、 光学系屈折力偏向測定装置。