KR100800388B1 - 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법 - Google Patents

배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법에 관한 것으로서, 점광원, 콜리메이팅 렌즈, 피측정 렌즈를 거치하기 위한 거치대, 복수의 핀홀이 형성된 패턴판, 수광 센서 및 피측정 렌즈의 굴절력을 측정하기 위한 계산 수단을 구비한 렌즈 미터에서 수행되고, (a) 피측정 렌즈가 거치되지 않은 상태에서 복수의 핀홀에 의해 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 측정하는 단계, (b) (a)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계, (c) 피측정 렌즈가 거치된 상태에서 복수의 핀홀에 의해 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 찾는 단계, (d) (c)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계, (e) (b)단계 및 (d)단계에서 계산된 대각선의 길이로부터 각각의 대각선의 배율을 계산하는 단계, 및 (f) (e)의 단계에서 계산된 대각선의 배율로부터 정시 렌즈의 굴절력 또는 실린더 렌즈의 굴절력, 난시력 및 난시각을 계산하는 단계를 포함하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법을 제공한다.
렌즈, 굴절력, 난시력, 난시각, 렌즈미터, 정시렌즈, 실린더렌즈

Description

배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법{MAGNITUDE ELLIPSOID FITTING METHOD FOR MEASURING LENSE POWER}
도 1a는 종래 기술의 렌즈 굴절력 측정 방법에서 초기 측정광을 도시하는 개념도,
도 1b는 종래 기술의 렌즈 굴절력 측정 방법에서 측정광이 정시 렌즈를 통과한 후 4점의 위치를 도시하는 개념도,
도 1c는 종래 기술의 렌즈 굴절력 측정 방법에서 측정광이 실린더 렌즈를 통과한 후 4점의 위치를 도시하는 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법을 실행하기 위한 렌즈 미터의 광학계 및 처리부의 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법의 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법에서 초기 측정광을 도시하는 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법에서 측정광이 실린더 렌즈를 통과한 후 6점의 위치 이동 형태를 도시하는 개념도, 그리고
도 6은 렌즈의 배율과 굴절력 사이의 관계를 도시하는 그래프.
<도면의 부호에 대한 설명>
100: 측정 장치 110: 측정 광원
120: 핀홀판 120a: 핀홀
130: 콜리메이팅 렌즈 140: 거치대
150: 패턴판 150a: 핀홀
160: 2차원 측광 센서 170: 제어계산부
TL: 피측정 렌즈
본 발명은 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피측정 렌즈를 투과한 타원 영상의 배율 및 형태 변화를 분석하고 배율 타원 근사법을 적용하여 정시 렌즈의 굴절력, 실린더 렌즈의 주축 방향 및 직각된 두 축 각각의 굴절력을 측정하기 위한 렌즈 굴절력 측정 방법에 관한 것이다.
렌즈 미터는 안경점, 안과 병원 등에서 사용되고 있다. 렌즈 미터는 수동식과 자동식이 있으며, 현재 수동식 렌즈 미터가 주로 사용되고 있다. 수동식 렌즈 미터는 능숙하게 사용하기 위해서는 일정 기간의 교육이 필료하고, 개인의 주관적 판단에 의존해야 하므로 객관적인 결과를 얻을 수 없다. 이에 대한 해결책으로서 자동 렌즈 미터를 이용한 굴절력 측정 방법이 요구되고 있다.
현재 자동 렌즈 미터를 이용하여 렌즈 굴절력을 측정하는 원리로써 알려진 방법은 다양한다. 이 중에서도 일정 간격으로 배치되어 있는 핀홀을 통하여 나온 빛이 피측정 렌즈를 투과하고 난 뒤의 위치 변화를 검출하여 피측정 렌즈의 굴절력을 계산하는 방식이 대표적으로 사용되고, 필홀의 개수는 주로 4개가 사용된다. 변화한 위치에서 각 점의 좌표값 또는 마주보는 두 점 사이의 거리를 측정 변수로 하여 렌즈의 굴절력을 계산한다. 정시 렌즈의 경우 변화한 거리가 일정하다는 것을 이용하여 피측정 렌즈의 굴절력을 계산한다. 실린더 렌즈의 경우 각 점의 좌표값의 변화 또는 점들 사이의 거리의 변화가 일정하지 않기 때문에 각 점을 타원으로 근사하여 실린더 렌즈의 주축 방향, 주축 방향의 굴절력 및 주축에 수직인 방향의 굴절력을 계산한다.
이러한 4점 방식 렌즈 굴절력 측정 방법을 도 1a 내지 1c를 참조하여 설명한다. 도 1a는 피측정 렌즈가 설치되기 이전 4점 광원의 초기 위치를 도시한다. 4점 광원(302A 내지 302D)은 그 중심(301)으로부터 일정한 간격으로 이격되어 정사각형으로 배치된다.
도 1b는 피측정 렌즈로서 정시 렌즈(330)가 설치된 경우이다. 정시 렌즈(330)의 경우 모든 방향으로 동일한 굴절력을 가지고 있으므로, 측정된 4점(304A 내지 304D)은 하나의 원 상에 위치하고 초기 위치(302A 내지 302D)로부터 동일한 간격으로 각 점 및 중심(301)을 잇는 선 상에서 이동된다. 이 때 점들의 좌표값 변화 또는 점들 사이의 거리 변화로부터 렌즈의 굴절력을 계산한다.
도 1c는 피측정 렌즈로서 실린더 렌즈(350)가 설치된 경우이다. 실린더 렌즈(350)는 서로 수직인 두 축 방향에 따라 서로 다른 굴절력을 가지고 있으므로, 측정된 4점(306A 내지 306D)의 초기 위치(302A 내지 302D)로부터 이동된 거리 및 방향은 실린더 렌즈(350)의 주축의 방향에 따라 서로 다르게 된다. 따라서, 측정된 4점(306A 내지 306D)는 타원 형태를 나타낸다. 그러므로, 실린더 렌즈(350)의 경우 주축의 각도(이하 '난시각'이라 한다)와 서로 직각인 두 축의 굴절력을 모두 측정하여야 한다.
이러한 4점(302A 내지 302D)을 이용한 자동 렌즈 미터에 의한 굴절각 측정 방식은 측정 변수를 측정된 4점(304A 내지 304D, 또는 306A 내지 306D)의 좌표값 또는 마주 보는 두 점 사이의 거리를 사용하고, 모든 기기에서 여러 가지 굴절력을 가진 렌즈에 대한 데이터를 테이블로 내장하고 있어야 한다. 측정 정밀도를 높이기 위해 6점 방식을 채택할 경우 저장 데이터의 수는 더욱 많아지게 된다. 테이블에 저장된 값 사이의 값이 측정될 경우 테이블에 저장된 값 사이에서 보간을 실행해야 하므로 연산 속도를 저하를 초래한다. 또한, 모든 자동 렌즈 미터가 서로 다른 테이블 값을 가지므로 모든 기기에 대하여 보정을 시행하여야 한다. 이러한 문제들로 인해 기존 자동 렌즈 미터의 측정 오차가 허용 범위에서 벗어나게 되어 상품 효용성을 떨어뜨리는 결과를 가져온다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배율 타원 근사법을 적용하여 간단한 방법으로 임의의 정시 렌즈 또는 실린더 렌즈의 굴절력 등을 실시간으로 측정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 점광원, 콜리메이팅 렌즈, 피측정 렌즈를 거치하기 위한 거치대, 복수의 핀홀이 형성된 패턴판, 수광 센서 및 피측정 렌즈의 굴절력을 측정하기 위한 계산 수단을 구비한 렌즈 미터에서 수행되고, (a) 피측정 렌즈가 거치되지 않은 상태에서 복수의 핀홀에 의해 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 측정하는 단계, (b) (a)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계, (c) 피측정 렌즈가 거치된 상태에서 복수의 핀홀에 의해 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 찾는 단계, (d) (c)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계, (e) (b)단계 및 (d)단계에서 계산된 대각선의 길이로부터 각각의 대각선의 배율을 계산하는 단계, 및 (f) (e)의 단계에서 계산된 대각선의 배율로부터 정시 렌즈의 굴절력 또는 실린더 렌즈의 굴절력, 난시력 및 난시각을 계산하는 단계를 포함하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법을 제공한다.
이하에서 본 발명에 의한 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법의 실시예를 도면을 참조하여 자세하게 설명하도록 한다.
우선, 본 발명에 따른 렌즈 굴절력 측정 방법을 설명하기 전에, 렌즈 굴절력 측정 방법을 실행하기 위한 렌즈 미터의 광학계 구성을 도 2를 참조하여 기술한다. 렌즈 미터(100)의 광학계는 측정 광원(110), 핀홀(120a)이 형성된 핀홀판(120), 콜 리메이팅 렌즈(130), 피측정 렌즈(TL)를 거치하기 위한 거치대(140), 복수의 핀홀(150a)이 형성된 패턴판(150), 2차원 측광 센서(160) 및 측광 센서(160)로부터의 측광 데이터를 수신하여 계산하기 위한 계산 처리부(170)로 구성된다.
측정 광원(110)으로부터의 측정광은 핀홀판(120)의 핀홀(120a)을 통과한 후 콜리메이팅 렌즈(130)에 의해 평행광으로 전환된다. 거치대(140) 상에는 복수의 기준 위치를 측정하기 위하여 피측정 렌즈(TL)가 거치되지 않거나, 복수의 기준 위치와 비교하여 피측정 렌즈(TL)의 굴절력을 측정하기 위하여 피측정 렌즈(TL)가 거치될 수 있다. 거치대(140)를 통과한 빛은 패턴판(150)의 복수의 개구 핀홀(150a)을 통과하고, 최종적으로 2차원 측광 센서(160)에 의해 측광된다. 측광 센서(160)에 의해 측광된 데이터는 계산 처리부(170)로 전송되어 기억되고, 계산 처리부(170)는 데이터로부터 피측정 렌즈(TL)의 굴절력을 계산한다.
복수의 핀홀(150a)은 이러한 렌즈 미터(100)의 광학계의 광축과 패턴판(150)이 만나는 점을 중심으로 하나의 반경을 가지는 원 상에 위치한다. 복수의 핀홀(150a) 중 서로 마주보는 2개 핀홀은 중심점에 대하여 서로 반대 방향으로 대칭되게 위치하여야 하고, 복수의 핀홀(150a)은 정다각형 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 핀홀(150a)의 갯수는 배율 타원 근사법을 적용하기 위해서는 6개 이상이어야 한다. 이하에서는 핀홀(150a)의 갯수가 6개인 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.
거치대(140)에 피측정 렌즈(TL)가 거치되지 않았을 때, 측광 센서(160) 상에 각각의 핀홀(150a)에 대응하는 6개 위치에서 수광될 것이고, 각각의 수광 위치는 핀홀(150a)의 2차원 평면 상의 위치와 일치할 것이다.
거치대(140)에 점대칭인 정시 렌즈가 피측정 렌즈(TL)로서 거치될 때, 측광 센서(160) 상에 각각의 핀홀(150a)에 대응하는 6개 위치에서 수광될 것이고, 각각의 수광 위치는 원형 형태를 유지하지만, 그 원의 반경은 피측정 렌즈(TL)의 굴절력에 따라 변화할 것이다. 이 경우 각 수광 위치는 피측정 렌즈(TL)의 굴절력에만 의존한다.
거치대(140)에 수직인 두 개 축에 대하여 대칭인 실린더 렌즈가 피측정 렌즈(TL)로서 거치될 때, 측광 센서(160) 상에 각각의 핀홀(150a)에 대응하는 6개 위치에서 수광될 것이고, 각각의 수광 위치는 원형 형태에서 벗어나 타원 상에 위치할 것이다. 이 경우 각 수광 위치는 굴절력, 난시력 및 난시각에 의존한다.
이러한 구성의 렌즈 미터(100)는 6개 이상의 핀홀(150a)이 형성된 패턴판(150)을 제외하고는 종래의 렌즈 미터와 동일하다.
이러한 방식으로 구성된 렌즈 미터(100)에서 굴절력을 측정하는 방법을 도 3의 흐름도, 거치대(140) 상에 피측정 렌즈(TL)가 거치되지 않은 경우 측광 센서(160) 평면 상의 기준 위치를 나타내는 도 4, 및 거치대(140) 상에 피측정 렌즈(TL), 특히 실린더 렌즈가 거치된 경우 측광 센서(160) 평면 상의 위치를 나타내는 도 5를 참조하여 이하에서 기술한다.
우선, 측광 센서(160) 상의 측정 평면 상에 형성된 복수(본 실시예에서는 6개)의 점의 초기 위치를 측정한다(S10 단계). 도 4를 참조하면, 각 점의 중심 위치를 측정하기 위해, 강도가 일정 임계치 이상인 복수의 영역(202A 내지 202F)을 설정하고 각 영역에서 이상인 점들에 대해 가중 평균을 구하여 초기 위치로서의 각 점의 중심 위치(102A 내지 102F)의 좌표((Cxi, Cyi), i = 1~6)를 계산한다. 임계치는 측정 광원(110)의 광도에 따라 계산된다. 이 때, 복수(핀홀 갯수의 1/2)의 대각선 중심(110A 내지 110C)는 측정 광원(110)의 조립 정도에 의해 결정되므로 실제 시스템에서는 복수의 대각선 중심이 정확하게 일치하지는 않는다.
각 점(102A 내지 102F)의 계산된 초기 위치(Cxi, Cyi)로부터 마주보는 두 점(예를 들면, 102A 및 102D)의 좌표를 이용하여 복수의 대각선의 길이(L1, L2, L3)를 수학식 1과 같이 계산한다(S20 단계).
Figure 112006039575706-pat00001
초기의 복수(점의 갯수의 1/2)의 대각선 길이(L1, L2, L3)를 계산한 후, 피측정 렌즈(TL)를 거치대(140)에 거치시킨다(S30 단계). 그 후, 측광 센서(160) 상의 측광 평면의 복수의 점(도 5에서 106A 내지 106F)의 위치의 좌표((C'xi, C'yi), i = 1~6)를 S10 단계에서와 같이 임계치 이상의 영역에서 가중 평균을 하여 계산한다(S40 단계). 그리고, 이 좌표들로부터 복수의 대각선의 길이(L'1, L'2, L'3)을 계산한다(S50 단계). 초기 복수의 점(102A 내지 102F) 사이의 대각선의 길이(L1, L2, L3)와 피측정 렌즈(TL)를 통과한 복수의 점(106A 내지 106F) 사이의 대각선의 길이(L'1, L'2, L'3)를 이용하여 복수의 대각선의 길이 변화율인 배율(M1, M2, M3)를 수학 식 2와 같이 계산한다(S60 단계).
Figure 112006039575706-pat00002
기존의 굴절력 측정 시스템은 초기 대각선의 길이가 동일하지 않으므로 원 또는 타원에 근사하기 위해서는 각각의 길이에 대한 추가적인 보정이 필요하였으나, 본 발명은 각 대각선 길이의 배율을 이용하기 때문에 이러한 추가 보정이 필요하지 않다.
복수의 대각선 배율(M1, M2, M3) 중 가장 큰 값과 가장 작은 값을 비교하여 그 비와 1의 차가 소정의 임계치 이내인지를 판단한다(S70 단계). 그 차가 소정의 임계치 이내인 경우(S70 단계에서 YES), 피측정 렌즈(TL)는 정시 렌즈로 볼 수 있다. 이 경우 복수(본 실시예에서는 3개)의 대각선 배율(M1, M2, M3)을 평균한 후 평균 배율로부터 도 6의 굴절력과 배율의 관계 그래프를 이용하여 굴절력(S)을 계산하고(S80 단계), 굴절력 측정 과정을 종료한다.
그 차가 소정의 임계치보다 큰 경우(S70 단계에서 NO), 피측정 렌즈(TL)는 실린더 렌즈로 볼 수 있고, 복수의 대각선 배율(M1, M2, M3)은 다음의 수학식 3과 같은 타원 방정식을 만족한다.
Figure 112006039575706-pat00003
여기서, B, S는 장축과 단축의 배율을 나타낸다. 즉, 단축의 배율(S)은 실린더 렌즈의 굴절력에 의존하고, 장축의 배율(B)은 실린더 렌즈의 굴절력과 난시력이 결합된 값에 의존한다. 'ψ'는 렌즈의 장축 방향이 복수의 점의 주축(예를 들면, 도 5에서 102C와 102F를 잇는 선)과 이루는 각도, 즉 난시각을 나타낸다. Mxi, Myi는 각각 대각선 배율의 x, y축 성분을 나타내며, Mxi = Micosθi, Myi = Misinθi, 그리고 θi는 대각선 'i'와 주축이 이루는 각도로 표시된다.
피측정 렌즈(TL)가 실린더 렌즈로 판단될 경우(S70 단계에서 NO), 우선 임의의 난시각 'ψ'를 가정한다(S80 단계). 대각선 배율이 큰 2개 대각선이 타원의 주축에 근접한 대각선이고, 난시각 'ψ'는 3개의 대각선과 주축이 이루는 각도(θi) 중 대각선 배율이 큰 2개 대각선에 해당하는 각도 사이에 위치할 것이다.
수학식 3에서 (Mxicosψ + Myisinψ)2을 a로, (-Mxisinψ +Myicosψ)2을 b로 치환하고, 복수의 대각선 중 2개의 대각선(예를 들면, i = 1,2)에 대하여 수학식 3을 적용하면 다음의 수학식 4와 같다.
Figure 112006039575706-pat00004
Figure 112006039575706-pat00005
수학식 4로부터 수학식 5가 유도되고, 이를 이용해서 타원의 장축 및 단축 배율을 계산한다(S100 단계).
Figure 112006039575706-pat00006
Figure 112006039575706-pat00007
S100 단계에서 구해진 장축 및 단축의 배율(B, S)는 임의의 난시각(ψ)을 적용하여 구해진 값이므로, 이를 검증하기 위하여 수학식 4에서 적용되지 않은 나머지 대각선 중 하나(예를 들면, i = 3)에 대하여 수학식 6과 같은 오차를 계산한다(S110 단계).
Figure 112006039575706-pat00008
S110 단계에서 구해진 오차를 소정의 임계오차와 비교한다(S120 단계). 오차가 임계오차 이하인 경우(S120 단계에서 YES), 난시각 'ψ'는 적절한 가정임이 검증되고, S100 단계에서 구해진 B 및 S로부터 도 6의 굴절력과 배율의 관계 그래프를 이용하여 굴절력 및 난시력이 계산되고(S130 단계), 굴절력 측정 과정이 종료된다.
S120 단계에서 오차가 임계오차보다 큰 경우(S120 단계에서 NO), S90 단계로 되돌아가서 새로운 난시각 'ψ'를 적용하고 S100 내지 S120 단계를 반복한다.
난시각(ψ)을 변화시키면서 적용하는 과정은 다음과 같이 실행될 수 있다.
대각선 배율이 큰 두 개의 대각선(L'j, L'k)의 복수의 점의 주축(예를 들면, 도 5에서 102C 및 102F를 잇는 선)과 이루는 각도(θj, θk) 사이에서 소정의 간격으로 각도를 변화시키면서 난시각(ψ)을 적용하고 각 난시각에 대하여 오차를 기억한다. 적용된 난시각 중에서 가장 오차가 작은 난시각 2개를 찾은 후, 상기 과정을 2개 난시각 사이에서 상기 소정의 간격보다 더 작은 간격으로 각도를 변화시키면서 반복한다. 이러한 과정을 오차가 소정의 임계오차보다 작아질 때까지 반복한다.
또는, 각도(θj, θk) 사이에서 소정의 간격으로 각도를 변화시키면서 난시각(ψ)을 적용하는 과정을 오차가 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보일 때까지 진행한다. 다시 증가하는 경향을 보일 때, 적용된 난시각 중에서 가장 오차가 작은 난시각 2개를 찾은 후, 상기 과정을 2개 난시각 사이에서 상기 소정의 간격보다 더 작은 간격으로 각도를 변화시키면서 반복한다. 이러한 과정을 오차가 소정의 임계오차보다 작아질 때까지 반복한다.
본 발명에 따른 굴절력 측정 방법을 이용하면, 사전에 저장된 데이터 테이블이 없이 간이하고 신속하게 작은 오차 범위 내에서 렌즈의 굴절력, 난시력 및 난시각을 측정할 수 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (10)

  1. 점광원, 콜리메이팅 렌즈, 피측정 렌즈를 거치하기 위한 거치대, 복수의 핀홀이 형성된 패턴판, 수광 센서 및 상기 피측정 렌즈의 굴절력을 측정하기 위한 계산 수단을 구비한 렌즈 미터에서 수행되고,
    (a) 상기 피측정 렌즈가 거치되지 않은 상태에서 상기 복수의 핀홀에 의해 상기 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 측정하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계;
    (c) 상기 피측정 렌즈가 거치된 상태에서 상기 복수의 핀홀에 의해 상기 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 찾는 단계;
    (d) 상기 (c)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계;
    (e) 상기 (b)단계 및 (d)단계에서 계산된 대각선의 길이로부터 각각의 대각선의 배율을 계산하는 단계; 및
    (f1) 상기 (e)단계에서 계산된 상기 대각선의 배율로부터 상기 피측정 렌즈의 굴절력을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
  2. 점광원, 콜리메이팅 렌즈, 피측정 렌즈를 거치하기 위한 거치대, 복수의 핀홀이 형성된 패턴판, 수광 센서 및 상기 피측정 렌즈의 굴절력을 측정하기 위한 계산 수단을 구비한 렌즈 미터에서 수행되고,
    (a) 상기 피측정 렌즈가 거치되지 않은 상태에서 상기 복수의 핀홀에 의해 상기 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 측정하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계;
    (c) 상기 피측정 렌즈가 거치된 상태에서 상기 복수의 핀홀에 의해 상기 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 찾는 단계;
    (d) 상기 (c)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계;
    (e) 상기 (b)단계 및 (d)단계에서 계산된 대각선의 길이로부터 각각의 대각선의 배율을 계산하는 단계; 및
    (f2) 상기 (e)단계에서 계산된 상기 대각선의 배율을 아래 수학식에 따라 상기 피측정 렌즈의 굴절력, 난시력 및 난시각을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
    [수학식]
    Figure 112007059939680-pat00017
    여기서, B, S는 장축과 단축의 배율이고,'ψ'는 렌즈의 장축 방향이 복수의 점의 주축과 이루는 난시각이고, Mxi, Myi는 각각 대각선 배율의 x, y축 성분을 나타내며, Mxi = Micosθi, Myi = Misinθi, 그리고 θi는 대각선 'i'와 주축이 이루는 각도이다.
  3. 점광원, 콜리메이팅 렌즈, 피측정 렌즈를 거치하기 위한 거치대, 복수의 핀홀이 형성된 패턴판, 수광 센서 및 상기 피측정 렌즈의 굴절력을 측정하기 위한 계산 수단을 구비한 렌즈 미터에서 수행되고,
    (a) 상기 피측정 렌즈가 거치되지 않은 상태에서 상기 복수의 핀홀에 의해 상기 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 측정하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계;
    (c) 상기 피측정 렌즈가 거치된 상태에서 상기 복수의 핀홀에 의해 상기 수광 센서 상에 생성된 복수의 점 각각의 중심 좌표를 찾는 단계;
    (d) 상기 (c)단계에서 측정된 중심 좌표로부터 서로 마주보는 점 사이의 대각선의 길이를 계산하는 단계;
    (e) 상기 (b)단계 및 (d)단계에서 계산된 대각선의 길이로부터 각각의 대각선의 배율을 계산하는 단계; 및
    (f) 상기 (e)단계에서 측정된 상기 대각선의 배율 중 가장 큰 값에서 가장 작은 값을 나눈 값에서 1을 뺀 배율 기준을 계산하는 단계;를 포함하고,
    상기 (f)단계에서 계산된 상기 배율 기준이 소정의 임계치 이하일 경우, (f1) 상기 (e)단계에서 계산된 상기 대각선의 배율로부터 상기 피측정 렌즈의 굴절력을 계산하는 단계를 실행하고,
    상기 (f)단계에서 계산된 상기 배율 기준이 소정의 임계치 초과인 경우, (f2) 상기 (e)단계에서 계산된 상기 대각선의 배율을 아래 수학식에 따라 상기 피측정 렌즈의 굴절력, 난시력 및 난시각을 계산하는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
    [수학식]
    Figure 112007059939680-pat00018
    여기서, B, S는 장축과 단축의 배율이고,'ψ'는 렌즈의 장축 방향이 복수의 점의 주축과 이루는 난시각이고, Mxi, Myi는 각각 대각선 배율의 x, y축 성분을 나타내며, Mxi = Micosθi, Myi = Misinθi, 그리고 θi는 대각선 'i'와 주축이 이루는 각도이다.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 핀홀의 갯수는 6개 이상인 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 핀홀은 상기 렌즈 미터의 광축과 상기 패턴판이 만나는 점에서 같은 거리에 위치한 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 복수의 핀홀은 정다각형 형상인 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a)단계는 각 점에 대하여 소정의 영역 내에서 소정의 광도 임계치 이상인 영역에 대하여 광도에 대하여 가중 평균을 구하여 실행되는 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 (f1)단계는 상기 (e)단계에서 계산된 배율의 평균값으로부터 상기 피측정 렌즈의 굴절력을 계산하는 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
  9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 (f2)단계는,
    (f2-a) 임의의 난시각을 가정하는 단계;
    (f2-b) 상기 난시각과 상기 (e)단계에서 계산된 배율 중 2개로부터 아래 수학식에 따라 상기 피측정 렌즈의 장축 및 단축 배율을 계산하는 단계;
    (f2-c) 상기 계산된 장축 및 단축 배율과 상기 (e)단계에서 계산된 배율 중 상기 (f2-b)단계에서 사용되지 않은 배율의 하나로부터 계산 오차를 계산하는 단계;
    (f2-d) 상기 계산 오차가 소정의 임계오차 이하일 때까지 상기 (f2-a) 내지 (f2-c)단계를 반복하는 단계; 및
    (f2-e) 상기 계산 오차가 상기 소정의 임계오차 이하일 때 상기 장축 및 단축의 배율로부터 상기 피측정 렌즈의 굴절력 및 난시력을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
    [수학식]
    Figure 112007059939680-pat00019
    여기서, B, S는 장축과 단축의 배율이고,'ψ'는 렌즈의 장축 방향이 복수의 점의 주축과 이루는 난시각이고, Mxi, Myi는 각각 대각선 배율의 x, y축 성분을 나타내며, Mxi = Micosθi, Myi = Misinθi, 그리고 θi는 대각선 'i'와 주축이 이루는 각도이다.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 (f2-e)단계에서 상기 피측정 렌즈의 굴절력은 상기 피측정 렌즈의 단축 배율로부터 계산되고, 상기 피측정 렌즈의 난시력은 상기 피측정 렌즈의 장축 배율에서 상기 피측정 렌즈의 굴절력을 보정한 값으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 배율 타원 근사법을 이용한 렌즈 굴절력 측정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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