CN114216655B - 一种用于眼镜片成像质量的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于眼镜片成像质量的测量方法,属于眼镜片检测技术领域，所述测量方法能够在眼镜片生产流水线全自动地实时测量眼镜片的像差参数，包括球差、像散、畸变、色差当中的一种或几种，可以实现对不合格产品进行实时警告，提升了眼镜片生产过程的品质控制。同时，该测量方法也可以在流水线下进行，适用范围广，实用性高。
Description
技术领域
本发明涉及眼镜片检测领域，具体涉及一种用于眼镜片成像质量的测量方法。
背景技术
随着学习和生活压力的增大以及电子设备的普及，用户用眼的频率也大大增加，这就导致了眼睛出现问题，比如，长时间做作业、看书、看电脑等均会导致近视。目前中国的近视率约为50％。据国家卫生健康委员会的调查，2018年内地儿童及青少年近视率约53.6％，其中6岁儿童近视率约14.5％，小学生约36％，初中生约71.6％，高中生约81％。
近年来，全球宏观经济稳定发展，伴随着高近视率的刚性需求，眼镜零售市场也稳步增长。仅中国眼镜市场2019年零售额达884.3亿元。随着居民可支配收入的逐年提高，人民生活水平、消费能力不断提高，消费者在选购眼镜时更注重眼睛的健康和保护，越来越趋向选购更高品质的眼镜产品。
眼镜产品品质检测至关重要，涉及到人身的健康安全，因此国家出台有多项眼镜检测标准和检验规范，在眼镜生产、销售和检测等领域，需要根据上述眼镜检测标准和检验规范对眼镜的光学性能指标进行检测，进而得出是否符合上述检测标准和检验规范要求。目前，镜片的品质检测更关注眼镜片的光焦度、折射率、阿贝数、透光率、抗冲击性、比重、偏光、黄色指数等基础参数。随着视光学的发展，以及自由曲面、非球面加工技术的进步，眼镜片的像差等成像方面的参数则至关重要(许亚娟,王本平.眼镜片设计中的像差概述[J].中国眼镜科技杂志,2011(1):141-142.)。而眼镜片本身作为一种成像辅助光学器件，本身对光线具有汇聚或者发散的作用，普通的像差检测仪器很难直接应用到眼镜片的像差检测领域，因此，有必要针对眼镜片的品质开发一种有效的检测系统。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于眼镜片成像质量的测量方法。本发明的测量方法可以对不同屈光度的眼镜片进行球差、像散、畸变、色差等各类像差的准确测量。实现对眼镜片的成像质量进行检测和预警。
本发明测量方法根据如下测量装置实现：
所述测量装置包括测量系统T和定位系统D。所述的测量系统T包括第一光源1、第二光源2、第三光源3发出的光分别经过全反射镜4、第一低通高反镜5、第二低通高反镜6进入主测量光路，依次通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后通过第一光阑10入射至待测眼镜片11，通过待测眼镜片11的透射光依次通过第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。
所述的定位系统D包括信号发生器25和信号探测器26。
眼镜片生产流水线27中间设置一狭缝，保证从所述的第一光阑10出射的光可以到达待测眼镜片11，以及信号发生器25发出的信号能够到达信号探测器26。
所述的第一光源1、第二光源2、第三光源3、信号发生器25、信号探测器26、流水线27分别和电脑24相连。所述的第二透镜8通过第一电机28与电脑相连。所述的第五透镜15和第六透镜16通过第二电机29和电脑24相连。所述的第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22通过第三电机30和电脑24相连，图像探测器23固定在第四电机31上且均与电脑相连。
所述的第一光源1采用波长为486.1nm，光斑直径1cm的准直光源，第二光源2采用波长为589.3nm，光斑直径1cm的准直光源，第三光源3采用波长为656.3nm，光斑直径1cm的准直光源。
所述的第一低通高反镜5对于530nm以下的光全透射，对于530nm以上的光全反射。所述的第二低通高反镜6对于620nm以下的光全透射，对于620nm以上的光全反射。
所述的标定板9为圆形，直径为7cm，中心有一直径为1cm的圆孔9-a。在直径为5.6cm的同心圆各处分布有不同形状的孔洞，包括：按照时钟方向，12点钟方向直径为0.6cm的圆孔9-b，1点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-c，3点钟方向直径为0.6cm的圆孔9-d，4点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-e，6点钟方向竖直放置的长边为1cm，短边为0.3cm的长方形孔9-f，7点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-g，9点钟方向水平放置的长边为1cm，短边为0.3cm的长方形孔9-h，10点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-i。所述的标定板9除了上述的9-a至9-i的孔洞为通光孔之外，其余部分均不通光。
所述的第三透镜13距离待测眼镜片11的距离范围为2～10cm。
所述的第一透镜7为正透镜、第二透镜8为正透镜、第三透镜13为正透镜、第四透镜14为正透镜、第五透镜15为负透镜、第六透镜16为负透镜、第七透镜17为正透镜、第八透镜18为正透镜、第九透镜19为正透镜、第十透镜20为负透镜、第十一透镜21为正透镜、第十二透镜22为正透镜。
所述的第一透镜7为双凸透镜、第二透镜8为双凸透镜、第三透镜13为双凸透镜、第四透镜14为弯月形凸透镜、第五透镜15为弯月形凹透镜、第六透镜16为弯月形凹透镜、第七透镜17为弯月形凸透镜、第八透镜18为双凸透镜、第九透镜19为弯月形凸透镜、第十透镜20为弯月形凹透镜、第十一透镜21为弯月形凸透镜、第十二透镜22为双凸透镜。
所述的第一透镜7、第二透镜8、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21均为球面镜；第十二透镜22为非球面镜。
所述的第三透镜13、第六透镜16、第八透镜18为胶合透镜，胶合透镜的两部分分别采用阿贝数较低和较高的两种玻璃材料，且阿贝数差值大于25。
所述的第一透镜7焦距为f7，第二透镜8焦距为f8，满足f7＜f8；所述的第三透镜13和第四透镜14的组合焦距为fa，所述的第五透镜15和第六透镜16的组合焦距为fb，所述的第七透镜17、第八透镜18和第九透镜19的组合焦距为fc，所述的第十透镜20、第十一透镜21和第十二透镜22的组合焦距为fd，满足3<∣fa/fb∣<5，1<∣fa/fc∣<3，0.5<∣fc/fd∣<1.5。
所述的第二透镜8与第一透镜7之间的距离可调，可调范围为1～10cm；所述的第五透镜15与第四透镜14之间的距离可调，可调范围为0.5～30mm；所述的第七透镜17与第六透镜16之间的距离可调，可调范围为2～30mm；所述的第十透镜20与第九透镜19之间的距离可调，可调范围为8～12mm。
所述的第一透镜7、第二透镜8、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22材料均采用成都光明公司的玻璃材料。
所述的信号发生器25与信号探测器26的中心连线与主测量光路的中心线之间的距离等于待测眼镜片11的半径。
利用上述一种眼镜片的像差测量装置进行眼镜片成像质量的测量方法，包括下列步骤：
步骤1、在眼镜片生产过程中，待测眼镜片11在流水线27上前进，当待测眼镜片11的前边缘移动到信号发生器25和信号探测器26之间时，由于待测眼镜片11的遮挡使得信号探测器26探测不到信号发生器25发出的信号，此时信号探测器26输出低电平信号，说明待测眼镜片11已经移动到合适的位置，触发本装置进行像差测量。电脑24收到信号探测器26发出的低电平信号后，控制流水线27停止运行并开始进行像差测量。
步骤2、打开第一光源1，其发出的光经过全反射镜4的反射进入主测量光路，依次通过第一低通高反镜5、第二低通高反镜6，然后通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后通过第一光阑10入射至待测眼镜片11，通过待测眼镜片11的透射光依次通过第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。电脑24控制第一电机28、第二电机29、第三电机30上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中心点9-a的像点直径最小，此时图像探测器23得到标定板9的图像P1。
步骤3、关闭第一光源1，打开第三光源3，其发出的光经过第二低通高反镜6的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后通过第一光阑10入射至待测眼镜片11，通过待测眼镜片11的透射光依次通过第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23，此时图像探测器23得到标定板9的图像P2。
步骤4、关闭第三光源3，打开第二光源2，其发出的光经过第一低通高反镜5的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后通过第一光阑10入射至待测眼镜片11，通过待测眼镜片11的透射光依次通过第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。电脑24控制第一电机28、第二电机29、第三电机30上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中心点9-a的像点直径最小，此时图像探测器23得到标定板9的图像P3。
电脑24控制第四电机31上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中9-h的像点长度最小，电脑24记录此时第四电机31的位置W1。
电脑24控制第四电机31上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中9-f的像点长度最小，电脑24记录此时第四电机31的位置W2。
电脑24记录完毕后结束测量，然后控制流水线27开始运动。
步骤5、待测眼镜片11继续在流水线27上前进，当待测眼镜片11的后边缘移动出信号发生器25和信号探测器26之间时，由于没有了待测眼镜片11的遮挡使得信号探测器26可以探测到信号发生器25发出的信号，此时信号探测器26输出高电平信号，说明待测眼镜片11已经移出测量位置，触发本装置进行背景测量。
步骤6、电脑24收到信号探测器26发出的高电平信号后，控制流水线27停止运动开始进行背景测量。第二光源2发出的光经过第一低通高反镜5的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后依次通过第一光阑10、第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。电脑24控制第一电机28、第二电机29、第三电机30上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中心点9-a的像点直径最小。此时图像探测器23得到标定板9的图像P5。
步骤7、电脑24进行数据处理：
①球差的计算：
对于图像P3，可以得到标定板9的中心点9-a的像点直径Qd1，对于图像P5，可以得到标定板9的中心点9-a的像点直径Qd2。因此球差可以表示为：
δL＝(Qd1-Qd2)/2 (1)
②像散的计算：
像散可以表示为：
Xts＝W2-W1 (2)
③畸变的计算：
对于图像P3，可以得到标定板9的9-c像点边长为Jb1，9-e像点边长为Jb2，9-g像点边长为Jb3，9-i像点边长为Jb4。9-c像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr1，9-e像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr2，9-g像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr3，9-i像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr4。
对于图像P5，可以得到标定板9的9-c像点边长为Jb5，9-e像点边长为Jb6，9-g像点边长为Jb7，9-i像点边长为Jb8。9-c像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr5，9-e像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr6，9-g像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr7，9-i像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr8。
相对畸变可以表示为：
④色差计算：
对于图像P1，可以得到标定板9的9-b像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr1，9-d像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr2。对于图像P2，可以得到标定板9的9-b像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr3，9-d像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr4。
因此色差可以表示为：
ΔYFC＝(Sr1-Sr2)-(Sr3-Sr4) (4)
步骤8、电脑24测量并且数据处理完毕后实时在电脑上输出结果。可以根据具体的加工需求设定各类像差范围。电脑24将结果与预设的像差范围进行比对，若超出像差范围将在电脑24上输出警告字样。
所述以上步骤1～8在电脑24的控制下实现完全自动处理，可以快速有效的对眼镜片进行像差和品质检测。
本发明的有益效果为：
1.本发明测量方法基于特殊设计的标定板结构，以及相应的低像差测量光学系统，可以实现对眼镜片进行球差、像散、畸变、色差等各类像差的准确测量。
2.本发明测量方法基于变焦光学系统，可以对屈光度范围为+25D至-25D的眼镜片进行测量。
3.本发明可以实现对流水生产线上的眼镜片的像差进行实时、自动、在线检测，并对不合格产品进行实时警告，提升了眼镜片生产过程的品质控制。
附图说明
图1是一种眼镜片的像差检测装置结构示意图
图2是标定板结构示意图
图3是测量系统球差、像散、畸变曲线
图4是测量系统色差曲线
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，图1是本发明方法所依据的一种眼镜片的像差检测装置的一个实施例的结构示意图。本装置包括测量系统T和定位系统D。本装置包括测量系统T和定位系统D。所述的测量系统T包括第一光源1、第二光源2、第三光源3发出的光分别经过全反射镜4、第一低通高反镜5、第二低通高反镜6进入主测量光路，依次通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后通过第一光阑10入射至待测眼镜片11，通过待测眼镜片11的透射光依次通过第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。
所述的定位系统D包括信号发生器25和信号探测器26。
眼镜片生产流水线27中间设置一狭缝，保证从所述的第一光阑10出射的光可以到达待测眼镜片11，以及信号发生器25发出的信号能够到达信号探测器26。
所述的第一光源1、第二光源2、第三光源3、信号发生器25、信号探测器26、流水线27分别和电脑24相连。所述的第二透镜8通过第一电机28与电脑相连。所述的第五透镜15和第六透镜16通过第二电机29和电脑24相连。所述的第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22通过第三电机30和电脑24相连，图像探测器23固定在第四电机31上且均与电脑相连。
所述的第一光源1采用波长为486.1nm，光斑直径1cm的准直光源，第二光源2采用波长为589.3nm，光斑直径1cm的准直光源，第三光源3采用波长为656.3nm，光斑直径1cm的准直光源。
所述的第一低通高反镜5对于530nm以下的光全透射，对于530nm以上的光全反射。所述的第二低通高反镜6对于620nm以下的光全透射，对于620nm以上的光全反射。
所述的标定板9的结构示意图如图2所示，为圆形，直径为7cm，中心有一直径为1cm的圆孔9-a。在直径为5.6cm的同心圆各处分布有不同形状的孔洞，包括：按照时钟方向，12点钟方向直径为0.6cm的圆孔9-b，1点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-c，3点钟方向直径为0.6cm的圆孔9-d，4点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-e，6点钟方向竖直放置的长边为1cm，短边为0.3cm的长方形孔9-f，7点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-g，9点钟方向水平放置的长边为1cm，短边为0.3cm的长方形孔9-h，10点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-i。所述的标定板9除了上述的9-a至9-i的孔洞为通光孔之外，其余部分均不通光。
所述的第三透镜13距离待测眼镜片11的距离范围为2～10cm。
所述的第一透镜7为正透镜、第二透镜8为正透镜、第三透镜13为正透镜、第四透镜14为正透镜、第五透镜15为负透镜、第六透镜16为负透镜、第七透镜17为正透镜、第八透镜18为正透镜、第九透镜19为正透镜、第十透镜20为负透镜、第十一透镜21为正透镜、第十二透镜22为正透镜。
所述的第一透镜7为双凸透镜、第二透镜8为双凸透镜、第三透镜13为双凸透镜、第四透镜14为弯月形凸透镜、第五透镜15为弯月形凹透镜、第六透镜16为弯月形凹透镜、第七透镜17为弯月形凸透镜、第八透镜18为双凸透镜、第九透镜19为弯月形凸透镜、第十透镜20为弯月形凹透镜、第十一透镜21为弯月形凸透镜、第十二透镜22为双凸透镜。
所述的第一透镜7、第二透镜8、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21均为球面镜；第十二透镜22为非球面镜。
所述的第三透镜13、第六透镜16、第八透镜18为胶合透镜，胶合透镜的两部分分别采用阿贝数较低和较高的两种玻璃材料，且阿贝数差值大于25。
所述的第一透镜7焦距为f7，第二透镜8焦距为f8，满足f7＜f8；所述的第三透镜13和第四透镜14的组合焦距为fa，所述的第五透镜15和第六透镜16的组合焦距为fb，所述的第七透镜17、第八透镜18和第九透镜19的组合焦距为fc，所述的第十透镜20、第十一透镜21和第十二透镜22的组合焦距为fd，满足3<∣fa/fb∣<5，1<∣fa/fc∣<3，0.5<∣fc/fd∣<1.5。
所述的第二透镜8与第一透镜7之间的距离可调，可调范围为1～10cm；所述的第五透镜15与第四透镜14之间的距离可调，可调范围为0.5～30mm；所述的第七透镜17与第六透镜16之间的距离可调，可调范围为2～30mm；所述的第十透镜20与第九透镜19之间的距离可调，可调范围为8～12mm。
所述的第一透镜7、第二透镜8、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22材料均采用成都光明公司的玻璃材料。
所述的信号发生器25与信号探测器26的中心连线与主测量光路的中心线之间的距离等于待测眼镜片11的半径。
本实施例中的镜片参数和镜片中心距参数如下表1所示：
表1(单位：毫米)：
注：表中带*的为非球面
表2为第十二透镜22后表面的非球面数据，其中非球面公式为：
其中，
z：非球面的深度
r：从光轴到透镜面的距离(高度)(mm)
K：离心率
c：近轴曲率
A,B,C,D……:4,6,8,10，……阶非球面系数
表2：
| 参数 | 后表面 |
| 二次曲面常数(K) | -0.13199908 |
| 4阶系数(A) | 1.09×10-5 |
| 6阶系数(B) | 1.35×10-7 |
| 8阶系数(C) | -9.16×10-9 |
| 10阶系数(D) | 7.62×10-11 |
本实施例中的测量系统T的球差、像散、畸变、色差图如图3和图4所示，有图可以看出测量系统T的各类像差值都非常小，保证了测量过程中不会引入新的大的像差，给测量的准确性打下了坚实的基础。
利用上述一种眼镜片的像差检测装置进行成像质量测量的方法包括下列步骤：
步骤1、在眼镜片生产过程中，待测眼镜片11在流水线27上前进，当待测眼镜片11的前边缘移动到信号发生器25和信号探测器26之间时，由于待测眼镜片11的遮挡使得信号探测器26探测不到信号发生器25发出的信号，此时信号探测器26输出低电平信号，说明待测眼镜片11已经移动到合适的位置，触发本装置进行像差测量。电脑24收到信号探测器26发出的低电平信号后，控制流水线27停止运行并开始进行像差测量。
步骤2、打开第一光源1，其发出的光经过全反射镜4的反射进入主测量光路，依次通过第一低通高反镜5、第二低通高反镜6，然后通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后通过第一光阑10入射至待测眼镜片11，通过待测眼镜片11的透射光依次通过第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。电脑24控制第一电机28、第二电机29、第三电机30上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中心点9-a的像点直径最小。此时图像探测器23得到标定板9的图像P1。
步骤3、关闭第一光源1，打开第三光源3，其发出的光经过第二低通高反镜6的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后通过第一光阑10入射至待测眼镜片11，通过待测眼镜片11的透射光依次通过第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。此时图像探测器23得到标定板9的图像P2。
步骤4、关闭第三光源3，打开第二光源2，其发出的光经过第一低通高反镜5的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后通过第一光阑10入射至待测眼镜片11，通过待测眼镜片11的透射光依次通过第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。电脑24控制第一电机28、第二电机29、第三电机30上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中心点9-a的像点直径最小。此时图像探测器23得到标定板9的图像P3。电脑24控制第四电机31上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中9-h的像点长度最小。电脑24记录此时第四电机31的位置W1。电脑24控制第四电机31上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中9-f的像点长度最小。电脑24记录此时第四电机31的位置W2。电脑24记录完毕后结束测量，然后控制流水线27开始运动。
步骤5、待测眼镜片11继续在流水线27上前进，当待测眼镜片11的后边缘移动出信号发生器25和信号探测器26之间时，由于没有了待测眼镜片11的遮挡使得信号探测器26可以探测到信号发生器25发出的信号，此时信号探测器26输出高电平信号，说明待测眼镜片11已经移出测量位置，触发本装置进行背景测量。
步骤6、电脑24收到信号探测器26发出的高电平信号后，控制流水线27停止运动开始进行背景测量。第二光源2发出的光经过第一低通高反镜5的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜7、第二透镜8的整形后通过标定板9，然后依次通过第一光阑10、第二光阑12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、第九透镜19、第十透镜20、第十一透镜21、第十二透镜22后入射至图像探测器23。电脑24控制第一电机28、第二电机29、第三电机30上下移动，使图像探测器23接收到的标定板9中心点9-a的像点直径最小。此时图像探测器23得到标定板9的图像P5。
步骤7、电脑24进行数据处理：
①球差的计算：
对于图像P3，可以得到标定板9的中心点9-a的像点直径Qd1，对于图像P5，可以得到标定板9的中心点9-a的像点直径Qd2。因此球差可以表示为：
δL＝(Qd1-Qd2)/2 (1)
②像散的计算：
像散可以表示为：
Xts＝W2-W1 (2)
③畸变的计算：
对于图像P3，可以得到标定板9的9-c像点边长为Jb1，9-e像点边长为Jb2，9-g像点边长为Jb3，9-i像点边长为Jb4。9-c像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr1，9-e像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr2，9-g像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr3，9-i像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr4。
对于图像P5，可以得到标定板9的9-c像点边长为Jb5，9-e像点边长为Jb6，9-g像点边长为Jb7，9-i像点边长为Jb8。9-c像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr5，9-e像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr6，9-g像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr7，9-i像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr8。
相对畸变可以表示为：
④色差计算：
对于图像P1，可以得到标定板9的9-b像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr1，9-d像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr2。对于图像P2，可以得到标定板9的9-b像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr3，9-d像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr4。
因此色差可以表示为：
ΔYFC＝(Sr1-Sr2)-(Sr3-Sr4) (4)
步骤8、电脑24测量并且数据处理完毕后实时在电脑上输出结果。可以根据具体的加工需求设定各类像差范围。电脑24将结果与预设的像差范围进行比对，若超出像差范围将在电脑24上输出警告字样。
所述以上步骤1～8在电脑24的控制下实现完全自动处理，可以快速有效的对眼镜片进行像差和品质检测。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术所创的等效方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，所述测量方法在眼镜片生产流水线进行时，包括如下步骤：
步骤1、待测眼镜片(11)在流水线(27)上前进，当待测眼镜片(11)的前边缘移动到信号发生器(25)和信号探测器(26)之间时，由于待测眼镜片(11)的遮挡使得信号探测器(26)探测不到信号发生器(25)发出的信号，此时信号探测器(26)输出低电平信号，说明待测眼镜片(11)已经移动到合适的位置，电脑(24)收到信号探测器(26)发出的低电平信号后，控制流水线(27)停止运行并开始进行像差测量；
步骤2、打开第一光源(1)，其发出的光经过全反射镜(4)的反射进入主测量光路，依次通过第一低通高反镜(5)、第二低通高反镜(6)，然后通过第一透镜(7)、第二透镜(8)的整形后通过标定板(9)，然后通过第一光阑(10)入射至待测眼镜片(11)，通过待测眼镜片(11)的透射光依次通过第二光阑(12)、第三透镜(13)、第四透镜(14)、第五透镜(15)、第六透镜(16)、第七透镜(17)、第八透镜(18)、第九透镜(19)、第十透镜(20)、第十一透镜(21)、第十二透镜(22)后入射至图像探测器(23)，电脑(24)控制第一电机(28)、第二电机(29)、第三电机(30)上下移动，使图像探测器(23)接收到的标定板(9)中心点的圆孔9-a的像点直径最小，此时图像探测器(23)得到标定板(9)的图像P1；
步骤3、关闭第一光源(1)，打开第三光源(3)，其发出的光经过第二低通高反镜(6)的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜(7)、第二透镜(8)的整形后通过标定板(9)，然后通过第一光阑(10)入射至待测眼镜片(11)，通过待测眼镜片(11)的透射光依次通过第二光阑(12)、第三透镜(13)、第四透镜(14)、第五透镜(15)、第六透镜(16)、第七透镜(17)、第八透镜(18)、第九透镜(19)、第十透镜(20)、第十一透镜(21)、第十二透镜(22)后入射至图像探测器(23)，此时图像探测器(23)得到标定板(9)的图像P2；
步骤4、关闭第三光源(3)，打开第二光源(2)，其发出的光经过第一低通高反镜(5)的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜(7)、第二透镜(8)的整形后通过标定板(9)，然后通过第一光阑(10)入射至待测眼镜片(11)，通过待测眼镜片(11)的透射光依次通过第二光阑(12)、第三透镜(13)、第四透镜(14)、第五透镜(15)、第六透镜(16)、第七透镜(17)、第八透镜(18)、第九透镜(19)、第十透镜(20)、第十一透镜(21)、第十二透镜(22)后入射至图像探测器(23)；电脑(24)控制第一电机(28)、第二电机(29)、第三电机(30)上下移动，使图像探测器(23)接收到的标定板(9)中心点的圆孔9-a的像点直径最小，此时图像探测器(23)得到标定板(9)的图像P3；
步骤5、电脑(24)控制第四电机(31)上下移动，使图像探测器(23)接收到的标定板(9)中9-h的像点长度最小，电脑(24)记录此时第四电机(31)的位置W1；
步骤6、电脑(24)控制第四电机(31)上下移动，使图像探测器(23)接收到的标定板(9)中9-f的像点长度最小，电脑(24)记录此时第四电机(31)的位置W2；
步骤7、电脑(24)记录完毕后，然后控制流水线(27)开始运动；
步骤8、待测眼镜片(11)继续在流水线(27)上前进，当待测眼镜片(11)的后边缘移动出信号发生器(25)和信号探测器(26)之间时，由于没有了待测眼镜片(11)的遮挡使得信号探测器(26)可以探测到信号发生器(25)发出的信号，此时信号探测器(26)输出高电平信号；
步骤9、电脑(24)收到信号探测器(26)发出的高电平信号后，控制流水线(27)停止运动开始进行背景测量：
第二光源(2)发出的光经过第一低通高反镜(5)的反射进入主测量光路，然后通过第一透镜(7)、第二透镜(8)的整形后通过标定板(9)，然后依次通过第一光阑(10)、第二光阑(12)、第三透镜(13)、第四透镜(14)、第五透镜(15)、第六透镜(16)、第七透镜(17)、第八透镜(18)、第九透镜(19)、第十透镜(20)、第十一透镜(21)、第十二透镜(22)后入射至图像探测器(23)；电脑(24)控制第一电机(28)、第二电机(29)、第三电机(30)上下移动，使图像探测器(23)接收到的标定板(9)中心点的圆孔9-a的像点直径最小，此时图像探测器(23)得到标定板(9)的图像P5；
步骤10、电脑(24)进行数据处理，计算像差参数：球差、像散、畸变、色差；
其中，标定板(9)的中心有一直径为1cm的圆孔9-a，在直径为5.6cm的同心圆各处分布有不同形状的孔洞，包括：按照时钟方向，12点钟方向直径为0.6cm的圆孔9-b，1点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-c，3点钟方向直径为0.6cm的圆孔9-d，4点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-e，6点钟方向竖直放置的长边为1cm，短边为0.3cm的长方形孔9-f，7点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-g，9点钟方向水平放置的长边为1cm，短边为0.3cm的长方形孔9-h，10点半方向边长为0.5cm的正方形孔9-i；所述的标定板(9)除了上述的9-a至9-i的孔洞为通光孔之外，其余部分均不通光。
2.根据权利要求1所述的一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，所述球差的计算：
对于图像P3，可以得到标定板(9)的中心点圆孔9-a的像点直径Qd1，对于图像P5，可以得到标定板(9)的中心点圆孔9-a的像点直径Qd2，因此球差可以表示为：
δL＝(Qd1-Qd2)/2 (1)。
3.根据权利要求1所述的一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，所述像散的计算：
像散可以表示为：
Xts＝W2-W1 (2)
其中，W1为步骤5中记录的第四电机(31)的位置，W2为步骤6中记录的第四电机(31)的位置。
4.根据权利要求1所述的一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，所述畸变的计算：
对于图像P3，可以得到标定板(9)的9-c像点边长为Jb1，9-e像点边长为Jb2，9-g像点边长为Jb3，9-i像点边长为Jb4，9-c像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr1，9-e像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr2，9-g像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr3，9-i像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr4；
对于图像P5，可以得到标定板(9)的9-c像点边长为Jb5，9-e像点边长为Jb6，9-g像点边长为Jb7，9-i像点边长为Jb8，9-c像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr5，9-e像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr6，9-g像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr7，9-i像点中心距离9-a像点中心的距离为Jr8，
相对畸变可以表示为：
5.根据权利要求1所述的一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，所述色差计算：
对于图像P1，可以得到标定板(9)的9-b像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr1，9-d像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr2；
对于图像P2，可以得到标定板(9)的9-b像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr3，9-d像点中心距离9-a像点中心的距离为Sr4；
色差可以表示为：
ΔYFC＝ (Sr1- Sr2)-( Sr3- Sr4) (4)。
6.根据权利要求1所述的一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，还包括步骤11、电脑(24)测量并且数据处理完毕后实时在电脑上输出结果；
还可以根据具体的加工需求设定各类参数范围，将结果与预设的范围进行比对，若超出像差范围输出警告提示。
7.根据权利要求1所述的一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，所述测量方法可以针对所述球差、像散、畸变、色差当中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，所述测量方法也可以脱离眼镜片生产流水线进行。
9.根据权利要求1所述的一种用于眼镜片成像质量的测量方法，其特征在于，所述步骤1～10在电脑(24)的控制下实现全自动化处理。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102429636A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-05-02 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 大视场液晶自适应光学眼底成像的系统 |
| CN108801606A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-13 | 南京理工大学 | 一种基于光纤干涉投影的镜片屈光度测量装置及方法 |
| CN109714535A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-05-03 | 南京信息工程大学 | 一种基于色差的自动对焦机器视觉测量装置及方法 |
| CN112808626A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-05-18 | 江苏汇鼎光学眼镜有限公司 | 一种在线式自动光学性能检测及筛选镜片的方法 |
| CN113155287A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-23 | 江苏汇鼎光学眼镜有限公司 | 一种眼镜片测色装置 |
| CN113252310A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-13 | 江苏汇鼎光学眼镜有限公司 | 一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法 |
| CN214200582U (zh) * | 2020-12-21 | 2021-09-14 | 江苏汇鼎光学眼镜有限公司 | 一种眼镜片光学性能测量装置 |
-
2021
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102429636A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-05-02 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 大视场液晶自适应光学眼底成像的系统 |
| CN108801606A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-13 | 南京理工大学 | 一种基于光纤干涉投影的镜片屈光度测量装置及方法 |
| CN109714535A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-05-03 | 南京信息工程大学 | 一种基于色差的自动对焦机器视觉测量装置及方法 |
| CN112808626A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-05-18 | 江苏汇鼎光学眼镜有限公司 | 一种在线式自动光学性能检测及筛选镜片的方法 |
| CN214200582U (zh) * | 2020-12-21 | 2021-09-14 | 江苏汇鼎光学眼镜有限公司 | 一种眼镜片光学性能测量装置 |
| CN113155287A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-23 | 江苏汇鼎光学眼镜有限公司 | 一种眼镜片测色装置 |
| CN113252310A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-13 | 江苏汇鼎光学眼镜有限公司 | 一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法 |
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