Устройство для измерения задней вершинной рефракции очковых линз Советский патент 1982 года по МПК G01M11/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАДНЕЙ ВЕРШИННОЙ РЕФРАКЦИИ ОЧКОВЫХ ЛИНЗ

Изобретение относится к контрольно-измарительной технике, в частности к устройствам, предназначенным для измерения задней вершинной рефракции и фиксации положения оптического центра неастигматических очковых линз. Извстны устройства для измерения задней вершинной рефракции очковых линз, например устройство, состояшее из источника света, матового стекла, диска модулятора с косыми зубьями прямоугольной формы, объектива коллиматора, компенсируюш,ей линзы, диафрагмы, пйдвижной каретки и электронного блока анализа фотоэлектрических- сигналов 1. К недостаткам данного устройства, прежде всего, следует отнести возможность производить измерения в весьма ограниченном диапазоне (±3 дптр) и отсутствие фиксации положения оптического центра. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство применяемое для измерения задней вершинной рефракции, содержащее последовательно установленные источник света, оптическую систему формирования светового пучка. анализатор, светоделитель, образующий два канала, в одном из которых установлены фотоприемник и электронный блок, а в другойобъектив коллиматора и испытуемая линза 2. Недостатками данного устройства являются ограниченный диапазон измерения величины задней вершинной рефракции очковых линз и невысокая точность измерения, обусловленная влиянием на результаты измерений величины задней вершинной рефракции пространственной нестабильности отдельных элементов устройства и децентрировки линз. Цель изобретения - расширение диапазона измерения величины задней вершинной рефракции. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения величины задней вершинной рефракции снабжено, установленным за испытуемой линзой по ходу лучей оптическим отражателем в виде прямоугольной призмы, на гипотенузной грани которой нанесено дихроидное покрытие, делящее площадь грани пополам, причем граница нанесения покрытия перпендикулярна ребру призмы, и координатно-чувствительным фотоприемником, установленным в плос кости, оптически сопряженной с плоскостью среза ножа, выполняющего роль анализатора. Нож анализатора, выполнен зеркальным и установлен под углом 45° к оптической оси коллиматора с возможностью совершения угловых колебаний вокруг своего среза, пересекающего оптическую ось объектива коллиматора под прямым углом в точке, образованной пересечением оптических осей сиетемы формирования светового потока и объектива коллиматора. На фиг. 1 приведена оптическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная схе.ма электронного блока обработки сигналов. Устройство состоит из последовательно установленных источника 1 света, системы 2формирования светового потока, анализатора 3 светового потока, светоделительного элемента 4, объектива 5 коллиматора, устройства 6 для постановки точки, устройства 7 для крепления контролируемых очковых линз, нерасстраиваемого оптического отражателя 8, а также блока 9 управления устройством постановки точки, установленного между устройством 7 и объективом 5, координатно-чувствительного фотоприемника 10, установленного в плоскости, оптически сопряженной с анализатором 3, полосового светофильтра 11, установленного перед фотоприемником 10, диоптрийной щкалы 12, заграждающего светофильтра 13 фотоприемника 14, установленного за анализатором 3блока 15 анализа сигналов, состоящего из регистрирующего устройства 16, усилителей 17 и 18, ключа 19, компаратора 20, индикатора 21 децентрировки. Источник 1 света, система 2 формирования светового потока, анализатор 2 светового потока, светоделительный элемент 4, координатно-чувствительный фотоприемник 10 и фотоприемник 14 совместно со светофильтрами 11 и 13 конструктивно объедийены в один подвижный узел, имеющий возможность перемещения вдоль оптической оси объектива коллиматора 5 по направляющим для прямолинейного движения. Выход координатно-чувствительного фотоприемника 10 соединен с первым входом блока 15 анализа сигнала и, соответственно, входом усилителя 18. Выход фотоприемника 14 соединен с вторым входом анализа сигналов и, соответственно, с входом усилителя 17. Выход усилителя 18 соединен с входом индикатора 21 децентрировки и входом компаратора 20, выход которого соединен с первым входом ключа 19 и с входом блока 9 управления устройством постановки точки. Выход усилителя 17 соединен с вторым входом ключа 19 и с первым входом регистрирующего устройства 16. Выход ключа 19 соединен с вторым входом регистрирующего устройства 16. При работе устройство предварительно настраивается на контроль очковых линз с известной рефракцией по щкале 12 диоптрий смещением подвижного узла на величину, определяемую выражением у - f/ 000 где г - фокусное расстояние объектива коллиматора;D - задняя верщинная рефракция (оптическая сила). Измерение величины задней верщинной рефракции очковых линз осуществляется после их центрировки, которая выполняется следующим образом. Линзу, рефракция которой ориентировочно известна, устанавливают в устройстве для крепления линз 7 и перемещают в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива 5 коллиматора до получения нулевых значений сигналов на индикаторе 21. При этом световой поток, отраженный от дихроидного покрытия, нанесенного на гипотенузную грань нерасстраиваемого оптического отражателя 8, попадает на светоделительный элемент 4, затем, проходя заграждающий светофильтр И, попадает на координатно-чувствительный фотоприемник 10. Наличие децентрировки очковой линзы относительно оптической оси объектива 5 коллиматора приводит к соответственному смещению автоколлимационного пятна в плоскости координатно-чувствительного фотоприемника 10, с выхода которого электрические сигналы поступают в блок 15 анализа сигналов. В зависимости от типа применяемого координатно-чувствительного фотоприемника информация о величине децентрировки представляется в виде сигналов различного вида и конструктивное выполнение блока 15 анализов сигналов различным. Так, например, при использовании разрезного фотоприемника величина децентрировки пропорциональна амплитуде сигнала на его выходе и блок-схема блока 15 анализа сигналов име- ет вид, представленный на фиг. 2. В этом случае сигнал, поступающий с выхода координатно-чувствительного фотоприемника 10, усиливается усилителем 18 и с его выхода поступает на вход индикатора 21 децентрировки и на вход компаратора 20, который вырабатывает управляющий импульс при совпадении оптического центра очковой линзы с оптической осью объектива 5 коллиматора, т. е. тогда, когда электрический сигнал на выходе усилителя 18 равен нулю. Управляющий импульс с выхода компаратора 20 поступает одновременно на ключ 19 и на вход блока управления устройства 9 для постановки точки, которое производит отметку оптического центра очковой линзы. Измерение отклонения величины задней верщинной рефракции от номинала происходит следующим образом.

При установке эталонной линзы с известной (номинальной) величиной задней вершинной рефракции (величина которой соответствует смещению подвижного узла по вышеприведенному закону) световой поток от источника света через систему 2 формирования светового потока попадает на анализатор 3, который совершает угловые колебания вокруг своего среза, в результате чего отраженный от него световой поток совершает в пространстве плоские угловые колебания. Отраженный от нерасстраиваемого оптического отражателя 8 световой поток собирается объективом 5 коллиматора в плоскости анализа и на срез анализатора 3 светового потока попадает его автоколлимационное изображение, которое неподвижно. В результате этого световой поток не попадает на фотоприемник 14, перед которым расположен заграждающий светофильтр 13.

При установке контролируемой очковой линзы отраженное от нерасстраиваемого оптического отражателя 8 автоколлимационное изображение кромки ножа становится расфокусированным и колеблется с частотой качания ножа, в результате чего на фотоприемник 14 попадает световой поток, промодулированный по амплитуде. Вследствие этого на выходе фотоприемника 14, вырабатывается переменный сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине отклонения задней верщинной рефракции от номинала.

Этот фотоэлектрический сигнал поступает на блок обработки сигналов, где усиливается и далее при срабатывании ключа 19 поступает на регистрирующее устройство 16.

Одновременно на регистрирующее устройство 16 поступает сигнал с выхода усилителя 17. Таким образом осуществляется контроль нулевого отклонения очковых линз от номинала.

Проведенный анализ измерения величины задней верщинной рефракции очковых линз с помощью данного устройства показал, что по сравнению с серийным фотоэлектрическим диоптриметром ЮС-44М точность измерения

задней верщинной рефракции повысилась на 30%, а диапазон измерения составляет ±25 дптр.

Формула изобретения

5 тем, что, с целью расщирения диапазона измерения величины задней верщинной рефракции, оно снабжено установленным за испытуемой линзой по ходу лучей оптическим отражателем в виде прямоугольной призмы, на гипотенузной грани которой нанесено ди0хроидное покрытие, делящее площадь грани пополам, причем граница нанесения покрытия перпендикулярна ребру призмы, и координатно-чувствительным фотоприемником, установленным в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью среза ножа, выполняющего роль анализатора.

угловых колебаний вокруг своего среза, пересекающего оптическую ось объектива коллиматора под прямым углом в точке, образованной пересечением оптических осей системы формирования светового потока и объ- ектива коллиматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/