CN110174240B - 用于测量至少一个光学有效的物体的设备和方法 - Google Patents

用于测量至少一个光学有效的物体的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110174240B
CN110174240B CN201910129388.8A CN201910129388A CN110174240B CN 110174240 B CN110174240 B CN 110174240B CN 201910129388 A CN201910129388 A CN 201910129388A CN 110174240 B CN110174240 B CN 110174240B
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation
lens
radiation source
measuring
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910129388.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110174240A (zh
Inventor
京特·施奈德
斯特凡·胡滕于斯
塞巴斯蒂安·施奈德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Ltd And Lianghe Co
Original Assignee
Schneider Ltd And Lianghe Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102018001385.6A external-priority patent/DE102018001385A1/de
Priority claimed from DE102018007463.4A external-priority patent/DE102018007463B4/de
Application filed by Schneider Ltd And Lianghe Co filed Critical Schneider Ltd And Lianghe Co
Publication of CN110174240A publication Critical patent/CN110174240A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110174240B publication Critical patent/CN110174240B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0228—Testing optical properties by measuring refractive power
    • G01M11/0235—Testing optical properties by measuring refractive power by measuring multiple properties of lenses, automatic lens meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2513—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with several lines being projected in more than one direction, e.g. grids, patterns
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/255—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring radius of curvature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0207—Details of measuring devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0228—Testing optical properties by measuring refractive power
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/025—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by determining the shape of the object to be tested
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/0257—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by analyzing the image formed by the object to be tested
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/0278—Detecting defects of the object to be tested, e.g. scratches or dust
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0285—Testing optical properties by measuring material or chromatic transmission properties

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明涉及用于测量至少一个光学有效的物体(60)的设备(10)，其具有放射源，测量装置，用于在放射源(50)和测量装置之间保持该至少一个的光学有效的物体(60)的装置(30)。根据本发明设定，设备(10)具有至少一个第一放射源(40)和至少一个第二放射源(50)，该设备具有至少一个测量和/或探测装置(20)以及至少一个分析装置(70)，该至少第一放射源(40)和至少第二放射源(50)要么分别向着该光学有效的物体(60)的顶面(61)或底面(62)定向，要么共同向着该光学有效的物体(60)的顶面(61)或底面(62)定向，该至少第一放射源(40)发射至少可由该光学有效的物体(60)所反射的射线和/或用于在该光学有效的物体(60)材料中和/或在该光学有效的物体(60)的涂层(60‘)的材料中激发荧光射线的激发射线，并且该至少第二放射源(50)发射至少穿透该光学有效的物体(60)的射线。本发明还涉及尤其能够以这种设备实施的、用于测量至少一个光学有效的物体(60)的方法。

Description

用于测量至少一个光学有效的物体的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于测量至少一个光学有效的物体的设备，其具有放射源，测量装置，用于在放射源和测量装置之间保持该至少一个的光学有效的物体的装置。此外，本发明还涉及用于测量至少一个具有顶面和底面的光学有效的物体的方法，其中以测量射线照射至少一个光学有效的物体，并且测量由此产生的射线。
背景技术
这种设备和这种方法由国际专利申请WO 2016/095939 A1中已知。该文献说明了用于加工光学透镜边缘的方法和设备，其中该设备具有用于确定光学透镜的定向和轮廓的测量装置。该光学透镜在此安置在放射源和测量仪器之间。其缺点在于，仅能测得用于加工光学透镜边缘所需的数据。
国际专利申请WO 2014/019806公开了一种用于使用荧光效应确定用于眼镜的透镜的几何特性的方法和设备。这里以条形激发射线垂直照射待测量的透镜的表面，其中将该透镜在激发射线下方引导通过。所产生的荧光射线借助于呈角度安置的摄像头探测。以所探测的图像与所给定的透镜类型(例如单焦点，双焦点，渐变等)的参照值的比较来进行分析。该测量设备和能够以此实施的方法限制在对透镜表面的无接触扫描和对镜头类型的快速确定。
德国专利申请DE 19837932 A1说明了用于使用荧光效应探测人眼角膜表面形状的方法和设备，其中借助于三角测量法测量表面。为此，以激发射线照射角膜，其中同时在角膜上投射条纹图案，并且探测和分析所得到的条形荧光射线。该设备和方法涉及角膜激光手术应用的要求和框架条件。
国际专利申请WO 2005/121740A1公开了用于探测透镜表面中的不同缺陷类型的透镜测量装置。可编程的LCD屏产生周期性重复的网格图案。在分别在时间上和空间上偏移的网格图案下以多个图像捕捉待测量的透镜。单个图像通过计算机转化为总图像，其显示出透镜中的表面缺陷。这种测量设备也限制在特殊数据，即透镜中的表面缺陷的获取上。
发明内容
本发明的目的由此在于，这样扩展这种设备，以提供用于确定尤其光学有效物体的光学特性的不同参数的结构紧凑的设备。相应地，这样扩展这种方法，使得可以确定光学有效的物体的不同参数。
解决方案在于具有本发明的特征的设备和具有本发明的特征的方法。
根据本发明的设备的特征在于，其具有至少一个第一放射源和至少一个第二放射源，该设备具有至少一个测量和/或探测装置以及至少一个分析装置，其中该至少第一放射源和至少第二放射源要么分别向着该光学有效的物体的顶面或底面定向，要么共同向着该光学有效的物体的顶面或底面定向，其中该至少第一放射源发射至少可由该光学有效的物体所反射的射线和/或用于在该光学有效的物体材料中和/或在该光学有效的物体的涂层的材料中激发荧光射线的激发射线，并且其中该至少第二放射源发射至少穿透该光学有效的物体的射线。
根据本发明的方法的特征在于，使用至少一个可由光学有效的物体反射的射线作为测量射线，并且测量和/或探测反射射线作为结果射线，和/或使用至少一个用于在该光学有效的物体材料中和/或在该光学有效的物体的涂层的材料中激发荧光射线的激发射线，并且测量和/或探测荧光射线作为结果射线，和/或使用至少一个透过光学有效的物体的测量射线并且测量和/或探测透射射线作为结果射线。
根据本发明的设备和根据本发明的方法由此允许以特别简单和灵活的方式测量光学有效的物体，尤其根据在单独情况下所希望的测量数据，根据待测量的光学有效的物体的一种或者多种材料的特性以及其加工状态。
根据本发明的设备以及根据本发明的测量方法实现了在相同或者类似边缘条件下，对处于任意加工状态的光学有效的物体匹配于单独情况的要求的、迅速的、可标准化的测量。
根据本发明的设备和根据本发明的方法都可以以简单的方式集成在已经存在的、用于待测量的光学有效物体的加工系统中，具体来说涉及已经存在的加工设备和已经存在的加工流程。
此外，根据本发明的设备的特征进一步在于简单的结构。尤其不必设置远心设备，因为根据本发明的设备的结构允许实施校准测量。
此外，根据本发明的设备的结构可以以简单的方式匹配于单独情况的要求，这些要求例如由待测量的光学有效物体的材料特性给出。由此可以在可能情况下，在单独情况中将用于荧光射线的激发射线的波长例如通过可接入的滤波器或者通过放射源的简单更换而匹配于光学有效物体和/或其涂层的材料的发光特性。这里，特别优选的是波长在约200nm(紫外线)至约575nm(可见区域射线；绿色)范围内的激发射线，因为所发射的荧光射线的波长则通常还在可见波长范围内(至约750nm，红色)并且由此可特别简单地测量和/或探测。
由此也可以尤其以不同波长的激发射线轻易地测量由具有不同发光特性的材料制成的光学有效物体，方法是通过合适选择相应的放射源来匹配激发射线的波长。由各个相应放射源所发射的激发射线的波长因此这样选择，使得根据光学有效的物体所选的材料而出现所希望的荧光效应。另一个优势在于，根据选择，激发光学有效物体本身的材料或者可能情况下存在于该光学有效物体上的涂层的材料以激发荧光射线。
根据本发明的设备的简单结构此外还实现了，该设备可安置在支架、保持装置或者工作台上并且尤其用于实施根据本发明的方法。但根据本发明的设备也可以集成在其它例如用于加工，尤其用于成型加工光学有效的物体的装置中。
根据本发明的设备的另一个优选的设计方案在于，使用一个或者多个激光器作为至少第一放射源。由激光器发射的射线通常相对高能，由此产生了由测量和/或探测装置所捕捉的相应高的信号强度。
根据本发明的方法此外实现了将两个或多个借助于根据本发明的设备依次或同时实施的测量方法的测量数据联结。由此例如实现了确定光学有效的物体的折射能力的平面分析图(所谓的“能量图(Power Map)”)。通过这种方式例如还实现了，将根据任务加工进光学透镜形式的光学有效物体中的棱镜与棱镜缺陷区分开。这既适用于在透镜的成型加工中产生的棱镜缺陷，还适用于在进行测量时由于透镜的不正确定位而探测出的棱镜缺陷。
根据本发明的设备和根据本发明的方法最后允许将有加工缺陷或者其它缺陷的光学有效物体尽可能在出现缺陷后立刻从加工设备或加工流程中移除。
有利的扩展方案在本发明中给出。
至少第一放射源特别优选发射至少一个用于在光学有效物体的材料和/或该光学有效物体上的涂层的材料中激发荧光射线的激发射线。通过这种方式避免了一种或多种材料的较长的余辉，其会对后续的加工方法和/或后续的加工流程造成干扰。
至少第一放射源优选激发出点状、线状、网格状和/或栅格状的荧光射线。这例如可以这样实现，在由该至少第一放射源发射的激发射线的光路中引入任意形成的光圈或者遮蔽罩，由此由光圈或遮蔽罩中穿出的激发射线以相应图案的形式达到待测量的光学有效的物体上，并且激发出该图案形式的荧光射线。但特别优选的是，设置两个或者多个放射源的阵列或布置，其分别例如发射点状或线状的激发射线，该激发射线这样达到待测量的光学有效的物体上，使得出现所定义的图案，例如点状图案、线状图案、条形图案、网格图案、菱形图案等。
在根据本发明的设备的一个特别优选的设计方案中，至少第二放射源发射至少一个像素形式和/或图案形式的射线。这特别有利于测量和/或探测光学有效物体的参数，例如其轮廓、其边缘、其直径、引入到该物体中的标记(刻痕或者类似物)的位置或者在使用双焦点透镜或三焦点透镜时的多焦点区域的位置。
有利的是，将至少一个测量和/或探测装置和放射源中的至少一个朝光学有效的物体(60)的同一个顶面或底面定向。利用这种排布形式例如可以使用该至少一个的放射源来发射可反射的射线，以及发射用于激发荧光效应的激发射线。
根据本发明的方法的一个特别有利的扩展方案在于，所产生的反射射线和/或所产生的荧光射线用于光学有效的物体所被照射的顶面和/或所被照射的底面表面的三角测量。尤其由三角测量给出大量的、在所被照射的顶面或底面范围内分布的测量点，其实现了特别精确的分析以确定顶面或底面的参数。
根据本发明的方法以特别有利的方式实现了使用所产生的透射射线和/或所产生的反射射线来确定光学有效的物体(60)的折射能力和/或光学有效的物体(60)的参数。
根据本发明的方法由此允许依次或者优选同时确定光学有效的物体的不同参数，尤其对光学有效的物体的折射能力的平面分析。
根据本发明的设备和根据本发明的方法尤其可用于测量眼科透镜和处于任意加工阶段的或处于加工系统的加工流程中的任意位置上的透镜坯件。当然，也可以测量任意其它光学有效的物体，例如显微镜的光学镜头、摄像头镜头、双筒望远镜或望远镜。
附图说明
接下来借助于附图进一步说明本发明的实施例。在图示性的、非真实尺寸的图示中：
图1示出了根据本发明的设备的一个实施例的示意性图示；
图2示出了图1中根据本发明的设备的实施例在装载位置的透视图示；
图3示出了图1中根据本发明的设备的实施例在测量位置的透视图示；
图4示出了图2和3中根据本发明的测量装置的部分区域的另一个实施例；
图5示出了根据本发明的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
图1至3示出了根据本发明的设备10的一个实施例。根据图1，该实施例用于测量光学透镜形式的光学有效的物体60(接下来称作：透镜60)，其具有在本实施例中凸起的顶面61和在本实施例中凹陷的底面62。透镜60此外可以以本身已知的方式设置涂层60‘，例如防反光涂层和/或硬质涂层(Hardcoat)。根据本发明，该设备10具有至少一个第一放射源40，可能情况下有另一个放射源40‘，其具有连接在前的光圈或者遮蔽罩43‘以产生射线图案；该设备还具有第二放射源50以及测量和/或探测装置20。测量和/或探测单元，例如测量和/或探测装置的摄像头22的摄像头镜头23(参见下方)定义出测量轴M。
设备10可以以本身已知的方式安置在支架、保持装置或者工作台上。但该设备也例如可以集成在用于加工，例如用于成型加工光学有效的物体，例如光学透镜，尤其眼科透镜的装置中。
如由图2和3中可见，根据本发明的设备10的一个实施例具有有着底面12和顶面13的保持台11。
在保持台11的底面12上固定有摄像头单元20。摄像头单元20具有保持装置21，具有摄像头镜头23的摄像头22(在本实施例中为具有CCD传感器的摄像头)保持在其上。摄像头镜头23垂直向上指向。摄像头22在本实施例中设置有偏振镜(未示出)。因此，在该摄像头镜头23的上方，在保持装置21上安置有马达24，在本实施例中为电动步阶马达，用于旋转该偏振镜。偏振镜以本身已知的方式用于确定偏振化透镜60的偏振方向。此外，摄像头22或摄像头镜头23具有滤波装置(未示出)，以吸收和/或偏转由激光二极管41(见下方)发射的激发射线。通过保持装置21中的开口24和保持台中的缺口14在垂直方向上为摄像头镜头23提供了畅通的测量路径，由此定义出了垂直延伸的测量轴M。
在保持台11的顶面13上安置有保持元件15。在保持元件15上保持有具有带有马达的驱动单元16的齿杆传动装置。该驱动单元16以本身已知的方式沿着移动轴z(下文中：z轴)移动齿杆17。z轴和测量轴M在本实施例中在垂直方向中彼此平行。
在齿杆17的底端固定安置有抓取单元30的保持盘31。保持盘31固定在导向座(33a)上。导向座33a优选无间隙地在导轨33b上引导，例如以本身已知的方式滚动预张紧。导轨33b固定在引导盘32上，其又保持在保持装置15上。
在保持盘31上固定有具有可移动的抓取元件35的抓取装置34，在本实施例中是定心装置/抓取装置，如由WO 2016/095939 A1中已知的。抓取装置34用于透镜60的抓取和定心。借助于齿杆传动装置可以将保持盘31并由此将抓取装置34沿着导轨33b在z轴方向中垂直移动。
抓取元件35在本实施例中可气动移动。因此，在保持盘31的下方设置有气动气缸驱动装置36以移动抓取元件35。
在抓取装置34的下方安置有存放台37，其借助于保持臂38围绕平行于z轴并平行与测量轴M延伸的摆动轴S(在本实施例中气动地借助于驱动气缸39‘)可摆动地安置在支撑和摆动装置39上。
此外，在保持盘11的顶面13上还设置有第一放射源40。在本实施例中，该第一放射源40由两组40a，40b、每组分别四个的激光二极管41组成。每个组40a，40b的激光二极管41在本实施例中彼此平行在两列中并且与z轴或测量轴M成15°角安置。激光二极管41可设置有用于产生线形射线的合适元件，例如柱面透镜、光栅透镜、衍射光学元件(DOE)。计算机生成的全息图(CGH)的使用也是可能的。激光二极管41在本实施例中彼此交错安置。因此，由激光二极管41发射的线形光线也垂直于其传播方向而彼此交错或间隔。在本实施例中，线形光线彼此的间隔为约10mm。两组40a，40b发光二极管41又彼此成直角安置。激光二极管41通过导线42这样与电流供应装置(未示出)相连，使得其可彼此独立地并且以任意组合连接。
在用于齿杆传动装置的驱动单元16之下布置用于容纳第二放射源50的容纳盘51。在本实施例中，设置基于TFT的液晶平面屏幕作为第二放射源50。该第二放射源50安置在抓取装置34上方并且安置在垂直于z轴或测量轴M定向的平面中。
如前所述，测量装置10也可以由两个分别具有摄像头22、第一放射源40和第二放射源50的部分组成。这样，如在图4中示例性所示，可设置抓取和定心装置144。如前所述，装置144总共具有两对145、每对两个的具有抓取元件35的抓取装置34。每对145抓取装置34都分配给分别具有摄像头22、第一放射源40和第二放射源50的部分。每对145抓取装置34以在箭头D方向中可旋转180°的方式支撑在旋转装置146上。如上所述，每对145抓取装置34此外还分别分配有存放台37。每个存放台37形成为可借助于调整装置147调节高度的，并且这样安置，使得其相对于其所分配的抓取装置34处于根据图2(图4的右半部分)的装载位置或者处于根据图3(图4的右半部分)的测量位置。在图4中分别安置在图片背景中的第二抓取装置34相对于其所分配的元件摄像头22、第一放射源40和第二放射源50这样定位，使得可以进行下面说明的测量。在根据图4的右半部分的位置中，如下所述，前部抓取装置34能够以待测量的透镜60装载或将其卸载，而在后部抓取装置34中保持有并且测量(未示出)的透镜。在根据图4的左半部分的位置中，可以在前部抓取装置34中保持有待测量的透镜60并且在后部抓取装置34中保持有测量完成的透镜60(未示出)，由此该抓取装置对145可旋转180°。这样，可以如下所述对待测量的透镜60进行测量，而完成测量的透镜60可以如下所述地进行卸载。
接下来说明根据本发明的方法的一个实施例(参见图5):
在方法的开始，根据本发明的设备10的抓取装置34处于其装载位置(参见图2)。在该装载位置中，存放台37直接安置在抓取装置34下方。
首先以本身已知的方式(参见WO 2016/095939A1)在方法步骤101中以待测量的光学有效的元件，在本实施例中为可能情况下设置有涂层60‘的、例如用于眼镜的透镜60装载设备10，方法是将其放置在存放台37上。透镜60在此这样定向，使得其在本实施例中为凹形的底面62朝向摄像头镜头23并且其在本实施例中为凸形的顶面61朝向第二放射源50。此外，在方法步骤102首先这样操纵抓取元件35，使得透镜60沿着其外周在抓取装置34内相对于该抓取装置定心。然后在方法步骤102中这样操纵抓取装置34的抓取元件35，使得透镜60借助于抓取元件35夹持保持，其中透镜60的定心基本保持。现在，在方法步骤103中将存放台37从摄像头22的摄像头镜头23的测量区域中摆出，以释放摄像头镜头23的测量轴M。最后在方法步骤103中将抓取装置34与在其中夹持保持的透镜60一起借助于齿杆传动装置沿着z轴向上朝着第二放射源50的方向推移。
根据本发明的设备10的抓取装置34现在位于所定义的测量位置(参见图2)。该测量位置可独立于待测量的光学有效的元件的特性而保持不变，以利于根据本发明的方法的标准化。依次或同时进行三个测量过程(参见图3)：
1.确定透镜60的底面62的空间位置
在方法步骤104中，两组40a，40b激光二极管41中的每一个激光二极管都发射线形射线，在本实施例中为波长为405nm或者450nm的激发射线。该所定义的波长例如可以借助于未示出的滤波器从由激光二极管41所发射的射线中滤出。
由激光二极管41所发射的线形射线由于激光二极管41的排布而具有垂直于其传播方向的彼此间约10mm的间距。由此，由本实施例中所有八个激光二极管所发射的线形射线以线形图案的形式达到透镜60和/或其涂层60‘的材料上，该线形图案由两个彼此呈直角布置的、分别由四条线组成的组形成。透镜60和/或其涂层60‘材料由这样排布的线形射线激发的波长大于405nm或450nm的荧光射线因此以两个彼此呈直角布置的、分别由四条彼此间隔的线(也就是以网格形或菱形图案)组成的组的形式发射出。
在本实施例中，两个彼此呈直角布置的、分别由四条线形射线组成的组达到透镜60在本实施例中为凹形的底面62上。由透镜60和/或其涂层60‘的材料所发射的荧光射线由此形成了菱形或者网格形图案，其由两组四条波长在本实施例中为大于405nm或450nm的荧光线条组成。这些荧光射线在方法步骤105中由摄像头镜头23捕捉，并且在本实施例中借助于摄像头22的CCD传感器探测。当摄像头22或摄像头镜头23具有用于吸收或偏转由激光二极管41所发射的激发射线的滤波器时，可特别可靠并无干扰地探测荧光射线。由此获得的测量数据传输至分析单元70。
借助于本身已知的三角测量方法(线条投影作为3D测量方法)对测量数据进行分析。由此以本身已知的方式测得透镜60在本实施例中为凹形的底面62的空间位置。当透镜不对称时(例如自由变形透镜)，测量结果清晰。当透镜对称时(例如球面透镜)，为了确定其空间中的位置还需要有关其边缘轮廓的数据(见下文)。
根据本发明的设备10可以进行校准，方法是将平玻璃作为测量对象实施前述方法。
2.确定透镜60的参数
第二放射源50(在本市实施例中为基于TFT的LCD屏)在方法步骤106中向着透镜60在本实施例中为凸形的顶面61方向发送所定义图案(例如条纹图案)的射线。该射线穿过透镜60，其中该定义的图案根据透镜60的参数，尤其其轮廓、其边缘轮廓、透镜60可能存在的标记(例如激光刻痕)和/或可能存在的多焦点区域(例如双焦点区域或者三焦点区域)而改变。由此产生的透射射线在方法步骤107中由摄像头22的摄像头镜头23捕捉并且在本实施例中借助于摄像头22的CCD传感器以测量信号的形式探测。由该透射测量中得到的测量数据传输至分析单元70并分析。
根据本发明的设备10可以进行校准，方法是将平玻璃作为测量对象实施前述方法。
3.确定透镜60的折射能力
第二放射源50(在本实施例中为基于TFT的LCD屏)在方法步骤108中向着透镜60在本实施例中为凸形的顶面61方向发送所定义像素形式的射线。射线穿过透镜60，其中其根据透镜60的光学特性而偏转。由此产生的透射射线在方法步骤109中由摄像头22的摄像头镜头23捕捉并且在本实施例中借助于摄像头22的CCD传感器以测量点的形式探测。为了分析测量点，在本实施例中使用本身已知的射线追踪(Ray-tracing)方法(也就是基于射线的发送的算法，用于追溯所测得的测量点的源头，也就是所定义的像素)。借助于射线追踪方法使由摄像头22的CCD传感器捕捉的所得到的测量点与排布在第二放射源50上的像素(也就是以测量点形式所捕捉的射线的起始点)相关联。为了将由CCD传感器所捕捉的测量点对应于在第二放射源50中定义的像素，将第二放射源50以本身已知的方式进行相应编码。将由透射测量和射线追踪方法中得到的测量数据传输至分析单元70。在该测量方法中，当这样选择由第二放射源50所发送的射线的所定义的图案，使得CCD传感器上达到足够的信号分割，也就是测量信号足够的解析率，使得在最优情况下能够分析每一个测量信号时是有利的。
测量数据的分析给出透镜60的折射能力。
根据本发明的设备10可以进行校准，方法是将平玻璃作为测量对象实施前述方法。
这些测量数据的联结在方法步骤110中允许确定透镜60的折射能力的平面分析图(所谓的“能量图(Power Map)”)。由此还实现了，将根据任务加工进透镜60中的棱镜与棱镜缺陷区分开。这既适用于在透镜60的底面62的成型加工中产生的棱镜缺陷，还适用于由于透镜60在设备10中的不正确定位而探测出的棱镜缺陷。
上述用于确定透镜60的空间位置(第1点)和用于确定其参数(第2点)的方法也可以以偏转测量的方式进行。为此使用由放射源所发射的射线，对于该射线来讲，透镜60是不可透过的。这样定位放射源，使得透镜60向着测量轴M方向，也就是向着摄像头镜头23的方向反射由放射源所发射的射线，由此所得到的反射射线能够由摄像头镜头23所捕捉并且由摄像头22的CCD传感器探测。然后，所得到的测量数据以本身已知的方法进行分析。
附图标记说明
10设备 40第一放射源
11保持台 40a,b 40的组
12 11的底面 40‘另一个放射源
13 11的顶面 41激光二极管
14缺口 42导线
15保持元件 43‘遮蔽罩
16驱动单元
(齿杆传动装置) 44-49(空白)
17齿杆
18马达 50第二放射源
(齿杆传动装置) 51容纳盘
19(空白) 52-59(空白)
20测量和/或探测装置 60光学有效物体
21 20的保持装置 60‘ 60的涂层
22 摄像头 61 60的顶面
23 摄像头镜头 62 60的底面
24 马达 63 60的边缘
(偏振滤波器)
25 21中的开口 64-69(空白)
26-29(空白) 70分析装置
30抓取单元 z移动轴(z轴)
31保持盘 M测量轴
32引导盘 S摆动轴
33a导向座
33b导轨 101
34抓取装置 -
35抓取元件 110方法步骤36 35的气动气缸驱动装置
37存放台 144抓取和定心装置
38 37的保持臂 145抓取装置34的对
39 38的支撑和摆动装置 146旋转装置
39‘39的驱动气缸 147调整装置。

Claims (18)

1.用于测量至少一个透镜(60)的设备(10)，所述设备具有放射源，测量装置，用于在放射源和测量装置之间保持该至少一个的透镜(60)的装置，
其特征在于，
所述设备(10)具有至少一个第一放射源(40)和至少一个第二放射源(50)，
所述设备具有至少一个测量和/或探测装置(20)以及至少一个分析装置(70)，
所述至少第一放射源(40)和至少第二放射源(50)要么分别向着该透镜(60)的顶面(61)或底面(62)定向，要么共同向着该透镜(60)的顶面(61)或底面(62)定向，
所述至少第一放射源(40)发射用于在所述透镜(60)材料中和/或在该透镜(60)的涂层(60‘)的材料中激发荧光射线的激发射线，并且该至少第二放射源(50)发射至少穿透该透镜(60)的射线。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少第一放射源(40)发射至少可由该透镜(60)所反射的射线。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述至少第一放射源(40)发射至少一个用于在所述透镜(60)材料中和/或在所述透镜(60)的涂层(60‘)的材料中激发荧光射线的激发射线。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述至少第一放射源(40)激发出网格状和/或栅格状的荧光射线。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述至少第一放射源(40)激发出点状和/或线状的荧光射线。
6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述至少第二放射源(50)发射至少一个像素形式和/或图案形式的射线。
7.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，将至少一个测量和/或探测装置(20)和放射源(40,50)中的至少一个朝透镜(60)的同一个顶面(61)或底面(62)定向。
8.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，用于保持透镜(60)的装置包括抓取装置(34)。
9.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，用于保持透镜(60)的装置包括存放台(37)，其中所述存放台(37)从测量和/或探测装置(20)的测量区域中摆出。
10.用于测量至少一个具有顶面(61)和底面(62)的透镜(60)的方法，所述方法是使用根据权利要求1至9中的任一项所述的设备来实施的，其中以测量射线照射至少一个所述透镜(60)并且测量由此得到的射线，
其特征在于，
使用至少一个用于在所述透镜(60)材料中和/或在所述透镜(60)的涂层(60‘)的材料中激发荧光射线的激发射线，并且测量和/或探测荧光射线作为结果射线。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用至少一个可由透镜(60)反射的射线作为测量射线，并且测量和/或探测反射射线作为结果射线，和/或
使用至少一个透过透镜(60)的测量射线并且测量和/或探测透射射线作为结果射线。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，使用至少一个用于在所述透镜(60)材料中和/或在所述透镜(60)的涂层(60‘)的材料中激发荧光射线的激发射线。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所产生的荧光射线用于透镜(60)所被照射的顶面(61)和/或所被照射的底面(62)表面的三角测量和/或偏转测量。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所产生的反射射线用于透镜(60)所被照射的顶面(61)和/或所被照射的底面(62)表面的三角测量和/或偏转测量。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，使用所产生的透射射线和/或所产生的反射射线来确定透镜(60)的折射能力。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，使用所产生的透射射线和/或所产生的反射射线来确定透镜(60)的参数。
17.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，对透镜(60)的折射能力的平面分析。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，借助于透射射线进行的测量和借助于激发射线进行的测量同时实施。
CN201910129388.8A 2018-02-21 2019-02-21 用于测量至少一个光学有效的物体的设备和方法 Active CN110174240B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018001385.6 2018-02-21
DE102018001385.6A DE102018001385A1 (de) 2018-02-21 2018-02-21 Vorrichtung und Verfahren zum Vermessen mindestens eines optisch wirksamen Gegenstands
DE102018007463.4A DE102018007463B4 (de) 2018-09-04 2018-09-21 Vorrichtung und Verfahren zur Linsenbearbeitung sowie Bearbeitungseinrichtung für Linsen
DE102018007463.4 2018-09-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110174240A CN110174240A (zh) 2019-08-27
CN110174240B true CN110174240B (zh) 2023-06-16

Family

ID=65520036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910129388.8A Active CN110174240B (zh) 2018-02-21 2019-02-21 用于测量至少一个光学有效的物体的设备和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11067476B2 (zh)
EP (1) EP3531067A1 (zh)
CN (1) CN110174240B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3588048A1 (en) * 2018-06-21 2020-01-01 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Method for detecting a defect in a zone of interest of an optical lens
WO2020144619A1 (en) * 2019-01-10 2020-07-16 6 Over 6 Vision Ltd. Apparatus, system, and method of determining one or more parameters of a lens

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4127094C2 (de) 1991-08-16 1994-09-08 Wernicke & Co Gmbh Anlage zum Schleifen der optischen Oberflächen und/oder des Umfangsrandes von Brillengläsern
WO1997000423A1 (fr) * 1995-06-14 1997-01-03 Kirin Beer Kabushiki Kaisha Appareil et methode pour le controle d'une pellicule de revetement
US5973772A (en) 1996-01-10 1999-10-26 Kabushiki Kaisha Topcon Layout judgment apparatus and layout judgment system
US5969370A (en) * 1997-04-28 1999-10-19 International Business Machines Corporation Surface inspection tool
US5945685A (en) * 1997-11-19 1999-08-31 International Business Machines Corporation Glass substrate inspection tool having a telecentric lens assembly
DE19837932C2 (de) 1998-08-20 2000-09-07 Bioshape Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Oberflächenform von biologischem Gewebe
IL132436A0 (en) * 1999-10-18 2001-03-19 Prolaser Ltd Automatic attachment of a finishing block to an ophthalmic lens
DE10013648A1 (de) 2000-03-18 2001-09-27 Wernicke & Co Gmbh Anlage zum Formbearbeiten der Ränder von Brillengläsern
EP1291632A4 (en) * 2000-08-11 2003-03-19 Topcon Corp METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THE BREAKING INDEX
FR2813391B1 (fr) 2000-08-22 2002-11-29 Essilor Int Procede et appareil de mesure en transmission de la structure geometrique d'un composant optique
EP1605241A1 (fr) 2004-06-09 2005-12-14 Automation & Robotics Appareil pour le controle des pièces transparentes ou réflechissantes
FR2878970B1 (fr) 2004-12-03 2007-04-06 Essilor Int Dispositif de preparation automatique au montage de lentilles ophtalmiques permettant la prise en charge de plusieurs lentilles simultanement
US7277819B2 (en) * 2005-10-31 2007-10-02 Eastman Kodak Company Measuring layer thickness or composition changes
DE102005057725B4 (de) 2005-12-01 2019-06-13 Schneider Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Linse
US20120008103A1 (en) * 2006-10-06 2012-01-12 Iglobe Inc. Ray Casting for Coherent Light Internal Projection Systems
US20080144001A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Bauke Heeg Spectral imaging device
KR100844090B1 (ko) * 2006-12-21 2008-07-04 주식회사 동구기업 글라스 렌즈의 회전식 자동 연마장치
JP4279322B2 (ja) * 2007-02-20 2009-06-17 三菱重工業株式会社 波長選択方法、膜厚計測方法、膜厚計測装置、及び薄膜シリコン系デバイスの製造システム
US8143600B2 (en) 2008-02-18 2012-03-27 Visiongate, Inc. 3D imaging of live cells with ultraviolet radiation
JP2011075318A (ja) 2009-09-29 2011-04-14 Renesas Electronics Corp レンズずれ測定装置、レンズずれ測定方法及び光モジュールの製造方法
EP2489467A1 (de) * 2011-02-15 2012-08-22 Schneider GmbH & Co. KG Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer optischen Linse mit einer Vorrichtung zur optischen Erfassung des Übergangs des Linsenmaterials zum Block- oder Folienmaterial zur Bestimmung des Randkantenverlaufs der Linse
US9074874B2 (en) * 2012-02-24 2015-07-07 Litesentry Corporation Coating detection on transparent sheet material
DE202012011690U1 (de) 2012-03-09 2013-03-13 Schneider Gmbh & Co. Kg Anlage zum Bearbeiten optischer Linsen
US8976250B2 (en) * 2012-05-01 2015-03-10 Apple Inc. Lens inspection system
US9726572B2 (en) 2012-07-31 2017-08-08 Essilor International (Compagnie Generale D'optique Method and system for identification of a given geometrical feature of an optical component
US8836936B2 (en) * 2013-02-05 2014-09-16 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Inspecting device for detecting appearance of debris on a surface of a glass substrate, inspecting apparatus and method for conducting inspection
US20140273051A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Rakesh Reddy Chemical sensing apparatus having multiple immobilized reagents
EP3017273B1 (de) * 2013-07-01 2019-03-27 SAC Sirius Advanced Cybernetics GmbH Verfahren und vorrichtung zur optischen formerfassung und/oder prüfung eines gegenstandes
DE102014100594A1 (de) * 2014-01-20 2015-07-23 Isra Surface Vision Gmbh Vorrichtung zur Inspektion eines mit einer beschichteten Oberfläche versehenen Materials und entsprechendes Verfahren
CN107249819B (zh) * 2014-12-19 2020-06-02 施耐德两合公司 用于加工光学透镜的方法和装置
US10718687B2 (en) * 2015-06-25 2020-07-21 Transitions Optical, Inc. Inspection unit for photochromic ophthalmic lenses
MX2018008322A (es) * 2016-01-07 2018-09-21 Arkema Inc Metodo independiente de la posicion del objeto para medir el espesor de recubrimientos depositados en objetos curvados moviendose a altas velocidades.
JP6769605B2 (ja) * 2016-08-16 2020-10-14 株式会社トーメーコーポレーション レンズメータ
CN106840001B (zh) * 2017-01-16 2019-02-01 中国科学院上海光学精密机械研究所 光学透镜中心厚度的非接触式测量装置和测量方法
US10732336B2 (en) * 2017-02-02 2020-08-04 Corning Incorporated Method of assembling optical systems and minimizing retardance distortions in optical assemblies
US10634618B2 (en) * 2018-01-23 2020-04-28 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Apparatus and a method for inspecting a light transmissible optical component

Also Published As

Publication number Publication date
US20190257714A1 (en) 2019-08-22
EP3531067A1 (de) 2019-08-28
CN110174240A (zh) 2019-08-27
US11067476B2 (en) 2021-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100923059B1 (ko) 편심량 측정 방법
KR101299509B1 (ko) 광학 소자의 편심 조정 조립 방법 및 편심 조정 조립 장치
CA2648305C (en) Geometric measurement system and method of measuring a geometric characteristic of an object
EP2538170A1 (en) Method and device for measuring multiple parameters of differential confocal interference component
CN110389021A (zh) 透镜图像产生系统及屈光能力和厚度确定与缺陷检测方法
US8818755B2 (en) Container thickness measuring systems and methods
US20150293038A1 (en) Optical quality control device
KR102408218B1 (ko) 안경 프레임의 내부 윤곽의 광학 측정을 위한 디바이스 및 방법
CN110174240B (zh) 用于测量至少一个光学有效的物体的设备和方法
EP0766063A2 (en) Lens parameter measurement using optical sectioning
CN105103027B (zh) 光学系统中的焦点和其他特征的测量
JP2004530138A (ja) 心出し駆動ピンを自動的に位置決めする装置を備えた眼鏡レンズの特性を自動的に決定する装置
JP5173106B2 (ja) 光学要素の幾何学構造の伝達測定方法と装置
CN114577125A (zh) 一种非接触式光学透镜中心厚度测量方法及测量装置
US20030107722A1 (en) Process for measuring the surface of a polished precious stone
ES2664738T3 (es) Un método y un aparato para la medición cuantitativa de la precisión de la superficie de un área
CN114325955B (zh) 一种用于多芯光纤纤芯自动对准的系统及方法
JP4311952B2 (ja) ３次元座標測定方法
JP2007069283A (ja) 加工装置および加工装置を用いた製造方法
CN115398307A (zh) 用于显微镜的参考样品、方法及用途
CN116045841B (zh) 聚焦曲线的拟合方法、拟合装置及测量系统
CN220104459U (zh) 一种基于多焦点环带透镜的光学镜片定中定位装置
WO2021181482A1 (ja) 顕微鏡画像撮像方法および顕微鏡画像撮像装置
JP2005083981A (ja) 非球面偏心測定装置と非球面偏心測定方法
JPH0786444B2 (ja) コンタクトレンズのベースカーブ及び中心肉厚の同時測定法及び同測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant