CN114424040A - 用于探测光学器件的视觉和光学特性的组合探测器以及用于光学器件的相关的检验设备 - Google Patents

Abstract

用于探测光学器件(22)的至少一个能在视觉上识别的特性(d、r、o、t)和至少一个光学特性(s、z)的组合探测器(16)，其包括具有探测面(28)的图像传感器(26)和相位可视化元件(30)，相位可视化元件被构造成用于将从入射方向(24)射入的输入光束(20″)转换成一个或多个输出光束(42)，在其中，输入光束(20″)的空间相位分布是视觉上可见的。相位可视化元件(30)在此相对于图像传感器(26)的探测面(28)布置成使得一个或多个输出光束(42)仅落到探测面(28)的第一子区域(38)上，而探测面(28)的第二子区域(40)朝入射方向(24)暴露，用以探测不受相位可视化元件(30)影响的输入光束(20″)。用于检验光学器件(22)的相关的设备(2)包括用于产生测量光束(20)的光源(4)和上述的组合探测器(16)。

Description

用于探测光学器件的视觉和光学特性的组合探测器以及用于 光学器件的相关的检验设备

技术领域

本发明涉及一种用于探测光学器件的至少一个视觉特性和至少一个光学特性的组合探测器。本发明还涉及一种用于检验光学器件的设备。

背景技术

在此和下文中，“光学器件”一方面理解为单个光学(即影响光传播的)结构元件、尤其是屈光(光折射)元件、例如透镜或光学棱镜、反射元件、例如镜子或分束器，或衍射(光衍射)元件。另一方面，“光学器件”也可以由多个光学结构元件的组合构成。

在制造过程期间或在维护中，必须定期检验光学器件的光学和视觉特性。

这种光学器件的“光学特性”在此理解为光学器件的表征光学器件对光传播的影响的特性。根据光学器件的类型，这包括屈光特性、例如折光力或非球面度(例如散光隐形眼镜的“环面”或“柱体”)、反射特性、例如反射的表面的形状、反射程度或光谱选择性，和/或衍射特性、例如衍射图案。光学器件的光学特性还包括由光学器件(有意或无意地)引起的波像差和成像特性(点图像函数、调制传输函数等)。根据光学器件的类型和复杂性，光学特性可以作为积分(和因此对于整个光学器件而言一致的)参量或作为函数(即作为依赖于至少一个参数、例如光学器件上的定位，光学器件的(尤其是方位角)定向或由光学器件影响的光的波长而改变的参量)存在。例如，折光力可以被确定为积分参量(例如球面折光力)或空间折光力分布。

相反，光学器件的“视觉特性”(即能在视觉上识别的特性)是指光学器件的可利用眼睛或图像处理方法(必要时在放大情况下)识别的光特性、例如尺寸(尤其是直径)、形状、轮廓(例如外边缘)、位置(尤其是相对于光轴的定心)和定向(取向)、几何中心、可能的宏观缺陷或损坏、二维或三维(例如铣削的或蚀刻的)标记、尤其是字母等。

光学器件的视觉特性可以要么通过利用眼睛观察要检验的光学器件(必要时通过放大镜或显微镜)来检验或分析，要么通过对光学器件的摄影图像的自动处理来检验或分析，而光学器件的光学特性通常不能在视觉上容易地识别或表征。

相反，波前探测器或干涉仪通常用于确定或检验光学特性。这种探测器被构造成用于使受要检验的光学器件影响的光束的空间相位分布(波前)能在视觉上识别，并且对其进行探测。

常规的检验设备(其例如用于检验隐形眼镜或人工晶体)通常除了这种波前探测器以外还具有照相机。除了识别错误和损坏以外，照相机还能够确定要检验的光学器件在检验设备中的位置和取向。这对于检验光学特性来说也是非常重要的，因为必须确定或检验与光学器件几何形状相关的许多光学特性(例如光学器件的几何中心、轴或边缘)，从而仅当光学器件在检验设备中的位置或取向是已知的时，这些光学特性才能完全或至少以足够的精度被确定或检验。

为了能够利用波前探测器或干涉仪并且利用照相机来检查要检验的光学器件，而不必使光学器件和探测器(包括照相机)相对彼此运动，在常规的检验设备中，通常受光学器件影响的测量光束借助分束器被分为两个部分光束，其中，这些部分光束被引导到波前探测器或干涉仪或照相机。这样的检验设备是比较大的和复杂的。因此，它们也与相应大的制造工作相关联。此外，一方面它们通常难以调节，另一方面容易出现(例如由于振动导致的)错误调节。这种错误调节有时并不明显地被识别，并且因此可以导致未注意到的测量误差。

发明内容

本发明的任务是，能够实现对光学器件的简单的和不易出错的检验。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的用于探测光学器件的至少一个视觉特性和至少一个光学特性的组合探测器来解决。根据本发明，上述的任务还通过具有权利要求6的特征的用于检验光学器件的设备来解决。在从属权利要求和以下描述中说明了有利的和部分本身有创造性的设计方案和扩展方案。

组合探测器一方面包括具有探测面(孔径)的图像传感器。另一方面，组合探测器包括相位可视化元件，其被构造成用于将从入射方向射入的输入光束转换成一个或多个输出光束，在其中，输入光束的空间相位分布(等效地也被称为“波前”)直接或间接地是能在视觉上识别的。图像传感器的探测面在此在功能上和/或结构上分为(至少)两个子区域(探测区域)：根据本发明，相位可视化元件相对于图像传感器的探测面布置成使得一个或多个输出光束仅落到探测面的第一子区域上，而探测面的第二子区域朝入射方向暴露，用以探测不受相位可视化元件影响的输入光束。第二子区域优选直接布置在输入光束的光路中；在此，在任何情况下，光束偏转的或成像的光学器件或透明介质前置于第二子区域，这些光学器件或透明介质不会不可逆地改变输入光束的视觉信息。替选地，过滤器前置于第二子区域。在此和下文中，“过滤器”是指一种根据特定的标准(例如波长或偏振)选择入射光的光学元件、例如颜色或偏振过滤器，但该光学元件在此与相位可视化元件不同，它不能使输入光束的空间相位分布视觉上可见。

为了探测至少一个视觉特性和至少一个光学特性，组合探测器相对于要分析的光学器件布置成使得受光学器件影响的光束作为输入光束落到相位可视化元件和探测面的第二子区域上。在此，通过图像传感器记录要分析的光学器件的(总)图像，图像根据图像传感器的探测面的划分被分为对应于第一子区域的第一图像区域和对应于第二子区域的第二图像区域。相位可视化元件和探测面的第一子区域在此共同形成用于探测光学器件的至少一个光学特性的波前探测器，其中，该至少一个光学特性能够从第一图像区域确定。光学器件的至少一部分通过探测面的第二子区域进行照相成像，即以光化学或电子的方式转换成能通过图像处理技术评估的信息。相应的(不受相位可视化元件影响的)第二图像区域在此包含关于光学器件的至少一个视觉特性的信息。

上述的组合探测器允许对光学器件进行简单的且不易出错的检验。尤其地，与常规的装置或具有类似的功能范围的装置组合相比，组合探测器可以特别紧凑地制造。分束器(其例如在常规的检验设备中存在)在组合探测器中是不需要的，并且因此优选也没有设置。为了确定要检验的光学器件的视觉和光学特性，要检查的输入光束尤其没有被复制为多个相同的光束。相反地，在要检验的光学器件的光学的或能在视觉上识别的特性方面分析输入光束的不同部分。

在本发明的简单的实施方案中，第一子区域和第二子区域完全填充探测面。然而，在本发明的替选的实施方式中，探测面也可以被分为多于两个的子区域。例如，它可以包括“多个第一子区域”，相位可视化元件分别前置于这些第一子区域。附加地或替选地，探测面还可以例如具有没有前置的相位可视化元件的“多个第二子区域”、例如具有前置的过滤器的子区域和具有不同类型的过滤器或没有前置的过滤器的另一区域。

探测面的第一子区域和第二子区域优选彼此同中心地布置。其中一个子区域、尤其是第一子区域在此布置在另一子区域、尤其是第二子区域之内。替选地，在本发明的范围内，子区域也可以以不同的方式布置，例如并排布置。

在本发明的适宜的实施方案中，相位可视化元件包括一维或二维的微透镜布置、例如微透镜阵列(其例如本身用于常规的夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)探测器)。在本发明的替选的实施方式中，相位可视化元件包括孔板(例如对应于常规的哈特曼(Hartmann)探测器的孔板)、干涉格栅(例如对应于常规的塔尔博特(Talbot)探测器的干涉格栅)或剪切干涉仪。此外原则上，在本发明的范围内，使用不同类型的波前传感器或干涉仪、例如迈克耳孙(Michelson)干涉仪作为相位可视化元件是可想到的。

优选地，相位可视化元件直接(即在没有连接在中间的光学部件的情况下)固定、尤其是夹紧、旋拧或粘贴在图像传感器的探测面之前或之上。图像传感器和相位可视化元件在此尤其形成固定相关联的结构单元，从而可以至少在很大程度上排除相位可视化元件相对于探测面的自动失调(例如由于振动等)。

在本发明的范围内，原则上可想到使用照相板或照相胶片作为图像传感器。然而，优选使用电子图像传感器。在本发明的适宜的实施方案中，该电子图像传感器由CCD或CMOS芯片形成。替选地，图像传感器例如通过光电二极管阵列实现。通常，电子图像传感器具有二维定位分辨率，即分别具有多个像素行和列。然而，图像传感器是一维的(即仅具有单个像素行)的实施方式也在本发明的范围内。在该情况下，图像传感器的探测面只具有一个像素的宽度。如果不需要二维图像或相位信息，那么这种一维图像传感器可以在本发明的范围内定位固定地布置。替选地，图像传感器(具有相位可视化元件或不具有相位可视化元件)转动，或横向于输入光束的入射方向地移动，从而通过图像传感器扫描掠过探测面的面。

根据本发明的用于检验光学器件的设备(下文简称为：检验设备)包括用于产生测量光束的光源和上述的根据本发明的组合探测器、尤其是在上述的实施变型方案之一中的组合探测器。在检验设备的范围内，组合探测器尤其是相对于光源布置成使得由为了检验目的布置在测量光束的光路中的光学器件透射或反射的光作为输入光束落到组合探测器上。

优选地，检验设备附加地包括在测量光束的光路中布置在光源和组合探测器之间的样品支架，其用于固定要检验的光学器件。

优选地，成像光学器件、例如开普勒望远镜(也被称为“中继透镜”)接在要检验的光学器件和相位可视化元件或探测面的第二子区域之间，从而在相位可视化元件和/或探测面的第二子区域上产生要检验的光学器件的清晰的图像。在此，在本发明的范围内，成像光学器件可以构造为组合探测器的一部分(并且因此与组合探测器的其他的部件一起形成相关联的结构单元)或设置为设备的与组合探测器分离的部分。替选地，在中间没有接有成像光学器件的情况下，将要检验的光学器件的图像投影到相位可视化元件和探测面的第二区域上。

此外，优选设置有光学元件，其用于平衡输入光束的射到相位可视化元件上的那部分的光程和输入光束的射到探测面的第二子区域上的那部分的光程。通过该光学元件补偿相位可视化元件和探测面之间的几何距离。因此，它在下面也被称为“补偿元件”。补偿元件例如由玻璃板形成，该玻璃板仅前置于探测面的第二子区域，而没有前置于相位可视化元件，或者在与探测面的第二子区域相对应的区域中具有比在相位可视化元件的区域中更大的厚度。又替选地，补偿元件通过屈光元件形成，该屈光元件在与探测面的第二子区域相对应的区域中具有比在相位可视化元件的区域中更大的折射率。在本发明的成像光学器件前置于图像传感器和相位可视化元件的实施方式中，补偿元件尤其是设计为使得要检验的光学器件通过成像光学器件清晰地成像到相位可视化元件和探测面的第二子区域上。在本发明的范围内，补偿元件也可以构造为组合探测器的一部分(并且因此与组合探测器的其他的部件一起形成相关联的结构单元)，或设置为设备的与组合探测器分离的部分。

此外，在有利的实施方式中，该设备包括用于评估要检验的光学器件的由图像传感器记录的图像的评估单元，图像如前述的那样具有对应于探测面的第一子区域的第一图像区域和对应于探测面的第二子区域的第二图像区域。评估单元被设立成用于从第一图像区域自动获知要检验的光学器件的至少一个光学特性(尤其是最初提到的光学特性之一)。附加地或替选地，评估单元被设立成用于从第二图像区域自动获知要检验的光学器件的至少一个视觉特性(尤其是最初提到的视觉特性之一)。

评估单元优选由可编程的装置、尤其是计算机或微控制器形成，在其中，用于确定至少一个光学或视觉特性的功能以程序的形式实现。替选地，在本发明的范围内，评估单元也可以由不可编程的装置(例如以ASIC的形式)形成，在其中，上述的功能以电路技术(即通过硬件)实现。又替选地，在本发明的范围内，评估单元可以通过由可编程的和不可编程的部件、例如微控制器和在其中实现的控制程序和ASIC构成的组合形成。

为了自动评估的目的，第一图像区域和/或第二图像区域优选自动从由图像传感器记录的总图像提取。在本发明的简单的但适宜的实施方案中，该提取根据固定的(即在检验设备的正常运行中不变的)规范进行，其方法例如是，图像传感器的对应于第一或第二图像传感器的像素组的信号通过相应的(硬件)接线被存储在两个不同的、对应于第一或第二图像区域的数据组中，或其方法是，图像通过电子图像处理根据不可改变的掩膜被分为两个对应于第一或第二图像区域的子图像。

在本发明的有利的变型方案中，评估单元与之不同地被设立成用于尤其是通过电子图案在由图像传感器记录的总图像中自动识别并且划分出第一图像区域和/或第二图像区域。这允许在以下应用情况中对第一或第二图像区域进行特别精确的评估，在这些应用情况中(例如基于不同的要检验的光学器件的非常不同的特性)输入光束的入射方向和/或聚焦和进而第一和第二图像区域的位置和/或大小因检验过程而明显改变。

根据本发明的组合探测器和相关的检验设备原则上可以用于分析和检验任何光学器件(尤其是开头提到的光学器件)。然而，在优选的用途中，组合探测器和配备有它的检验设备用于检验透镜、尤其是隐形眼镜或人工晶体。此外，使用组合探测器和配备它的检验设备来检验非球面的透镜例如对于工业应用来说也是特别有利的。

在上述的应用情况中，优选将屈光特性、尤其是折光力、定位分辨的折光力分布和/或非球面性(例如“环面”或“柱体”)确定为光学特性。

与具有波前探测器和与其分离的照相机的常规的检验设备相比，根据本发明的组合探测器和相关的检验设备具有以下优点，即省去光探测器。根据本发明的检验设备因此可以特别紧凑地并且以相对少的耗费来实现。尤其地，在根据本发明的解决方案中，通过要检验的光学器件影响的光的分开是不必要的，并且因此优选也没有被设置。此外，由于两个探测区域在图像传感器集成在相关联的探测面上，明显简化根据本发明的组合探测器和相关的检验设备的光学部件的调节。可简单地识别可能的失调。

本发明的一个方面此外是一种用于探测光学器件的至少一个能在视觉上识别的特性和至少一个光学特性的方法。根据该方法，借助图像传感器和前置的相位可视化元件产生第一子图像，在其中，使受要检验的光学器件影响的测量光束的空间相位分布能在视觉上识别。此外，通过图像传感器产生第二子图像，该第二子图像包含要检验的光学器件的一部分的成像或投影。从第一子图像获知至少一个光学特性，而从第二子图像获知至少一个能在视觉上识别的特性。根据本发明的方法与常规的检验方法的不同之处尤其在于，相同的图像传感器用于产生第一子图像和第二子图像。该方法优选通过上述的设备或上述的组合探测器实施。替选地，用于记录第一子图像和第二子图像的图像传感器在第一位置与第二位置之间运动，在第一位置中，其探测面被相位可视化元件覆盖；在第二位置中，探测面朝入射方向暴露，用以探测不受相位可视化元件影响的输入光束。

附图说明

该发明的实施例随后借助附图被详细阐述，在附图中：

图1以示意图示出了用于检验隐形眼镜的设备，其具有用于产生测量光束的光源、布置在测量光束的光路中的用于固定要检验的隐形眼镜的样品支架、用于探测隐形眼镜的视觉和光学特性的组合探测器和用于评估隐形眼镜的由组合探测器记录的图像的计算机形式的评估单元，在其中包含有关于隐形眼镜的视觉和光学特性的信息；

图2以示意性的截面图示出了根据图1的设备的组合探测器；

图3以示意性的俯视图示出了根据图2的组合探测器；

图4以示意图示出了隐形眼镜的通过组合探测器记录的图像；

图5以示意性的框图示出了在评估单元中实现的评估软件的结构，并且

图6以根据图2的图示示出了组合探测器的替选的实施方式。

在所有附图中，彼此相应的部件和结构总是设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中大体示意性示出的检验设备2用于检验隐形眼镜。

设备2包括(点)光源4、准直器6、样品支架8、具有两个透镜12和14的开普勒望远镜10(中继透镜)、组合探测器16和评估单元18。光源4、准直器6、样品支架8、开普勒望远镜10的透镜12、14和组合探测器16沿光轴19一个接一个地放置。

光源4例如由LED馈电的光纤的端部形成，并且产生测量光束20。首先发散的测量光束20由准直器6平行取向。平行化的测量光束20‘随后落到样品支架8上，在所示的示例中，要检验的隐形眼镜22定位在该样品支架中。要检验的隐形眼镜22例如是软的隐形眼镜。在该情况下，样品支架8包括液体填充的器皿，在其中容纳有隐形眼镜22。替选地，检验设备2被考虑用于检验硬的隐形眼镜。在该情况下，样品支架8优选包括透明的支座，要检验的隐形眼镜在该支座上定位在空气中。

穿透过样品支架8并且在此受要检验的隐形眼镜22影响的测量光束20“作为输入光束在光入射方向24上通过开普勒望远镜10的透镜12和14落到组合探测器16上。隐形眼镜22在此映射到组合探测器16上。

在图2和3中更详细地示出的组合探测器16包括具有探测面28的图像传感器26，其在此由CCD芯片形成。组合探测器16还包括相位可视化元件30，其从入射方向24看前置于图像传感器26的探测面28(更准确地说探测面28的一部分)。在所示的示例中，相位可视化元件30是二维微透镜阵列32(即具有典型的在50微米与1000微米之间的、尤其是150微米的直径的透镜的二维布置)，其例如通过蚀刻过程被引入玻璃板34中。

具有微透镜阵列32的玻璃板34优选通过旋接或夹紧直接(即中间没有接有光学部件)施加在图像传感器26上，其中，在微透镜阵列32与探测面28之间形成通常在0.5毫米至30毫米之间的距离。在在此示出的实施例中，图像传感器26和具有微透镜阵列32的玻璃板34保持在组合探测器16的壳体36中，从而它们在不可移动的(并且尤其也抗振动的)相对位置中相互固定。

如从图2和图3得到的那样，微透镜阵列32具有带有直径D的圆形的外轮廓，该直径小于(在此示例性地正方形的)探测面28的延伸尺寸。微透镜阵列32在此相对于探测面28布置在中心。

通过与探测面28相比更小的微透镜阵列32，探测面28被分成两个部分、即沿光入射方向24看与微透镜阵列32重叠的圆形的第一子区域38以及环形的第二子区域40(在此具有对应于探测面28的外轮廓的正方形的外轮廓)，第二子区域占据探测面28的剩余的部分。探测面28的子区域38和40在此彼此同心地布置。

微透镜阵列32沿光入射方向24位于第一子区域38前方，从而落到子区域38上的光必须透过微透镜阵列32。微透镜阵列32在此与探测面28的子区域38相互作用，以形成夏克-哈特曼波前探测器：根据对于夏克-哈特曼波前探测器典型的功能原理，作为输入光束入射微透镜阵列32的测量光束20“通过微透镜阵列32转换为多个输出光束42，输出光束由于其传播方向包含关于入射的测量光束20“的空间相位分布(波前)的信息。输出光束42被图像传感器26探测为探测面28的第一子区域38内的离散的光点。在此，可以从这些光点的位置确定入射的测量光束20“的局部的传播方向和进而空间相位分布。由此，又可以确定要检验的隐形眼镜22的光学特性。

微透镜阵列32没有前置于探测面28的第二子区域40。因此，作为输入光束入射的测量光束20“在第二子区域40中不受微透镜阵列32的影响。相反，在第二子区域40中记录要检验的隐形眼镜22的一部分的成像。

图像传感器26产生(总)图像44(对应于在整个探测面28上探测到的亮度分布)，并且将图像44以图像数据组的形式输送给评估单元18。在图4中示出总图像44的示例。由此可看到的是，与探测面28一样，总图像44被分为两部分、即对应于探测面28的第一子区域38的第一图像区域46和对应于探测面28的第二子区域40的第二图像区域48。因此，在第一图像区域46中，由微透镜阵列32产生的输出光束42可被识别为点状图案。相反，第二图像区域48包含要检验的隐形眼镜22、更准确地说是隐形眼镜22的边缘区域的图像。

在微透镜阵列32相对于探测面28的尺寸确定和布置中考虑到的是，与隐形眼镜的光学特性相关的光学区通常仅占据整个透镜面的中心区域。通常，整个隐形眼镜22具有约10毫米至21毫米、通常14毫米的几何直径，而光学区具有约8毫米的直径。隐形眼镜22的光学区在此映射到组合探测器16的微透镜阵列32上，而隐形眼镜22的包围光学区的边缘映射到探测面28的第二子区域40上。

评估单元18优选通过安装有评估软件50的计算机、例如个人计算机形成。图5以高度简化的方式示出了评估软件50的示例性的结构。因此，评估软件50包括划分模块52、光学评估模块54和图像识别模块56。

通过划分模块52，借助自动图案识别在总图像44识别和划分出图像区域46和48。分别对应于图像区域46和48的图像信息因此彼此分离(即以图像处理技术切出)，以便在分离的子图像58和60中单独进一步被处理。替选地，划分模块52根据预设的掩膜分离图像区域46和48。在此，总图像44的预设的互补的像素组被指派给子图像58或子图像60。包含第一图像区域46的子图像58被输送到光学评估模块54，而包含第二图像区域48的子图像60被输送到图像识别模块56。

图像识别模块56在子图像60中(并且因此在由图像传感器26记录的图像44的图像区域48中)通过自动图案识别来鉴别要检验的隐形眼镜22的以下的能在视觉上识别的特性：

·隐形眼镜22的外轮廓62；根据鉴别的外轮廓62，图像识别模块56计算出隐形眼镜22的直径d和隐形眼镜22(即圆形的外轮廓的中心点的)的几何中心64的位置r；

·隐形眼镜22上的二维或三维标记；在图4中可以示例性地看到形式为在隐形眼镜22的光学中心64的两侧彼此在直径上对置的两个线条的标记66，它们在此充当用于将隐形眼镜22安装在设置的方位角定向中的辅助部(在此示例性地环面的并且进而非球面的隐形眼镜22例如必须安装到佩戴者的眼睛中，使得标记竖直地取向)；图像识别模块56识别标记66，并且由此确定检验设备2中的隐形眼镜22的(方位角)定向o；

·隐形眼镜22上的可能的标识70、例如产品名称、序列号、设计值(尤其是针对额定参量、例如折光力或环面等的额定值)；和

·隐形眼镜22的可能的缺陷；通过图像识别模块56例如将在被识别的外轮廓62之内的被识别的、超过预设的最小尺寸并且既不能被鉴别为标记，也不能被鉴别为标识的结构鉴别为缺陷。

在替选的实施方式中，图像识别模块56被设立成用于识别QR代码或其他的代码和/或外部形状的可能的特点(例如与圆形的外轮廓的偏差)。

图像识别模块56输出获知的视觉特性、尤其是几何中心64的直径d和位置r、隐形眼镜22的通过标记66指示的定向o、可能的识别的文本t以及必要时输出对可能的被识别的缺陷的警告指示w。如果需要的话，该信息的至少一部分(尤其是几何中心64的位置r和隐形眼镜22的定向o)此外也被输送至光学评估模块54。

光学评估模块54从子图像58(和进而由图像传感器26记录的图像的图像区域46)的点图案，以在夏克-哈特曼传感器中常见的方式确定波前。由此，评估模块54计算要检验的隐形眼镜22的以下光学特性：

·隐形眼镜22的球面折光力s，

·在散光的隐形眼镜的情况下(如图4所示)，隐形眼镜22的柱面折光力z、即沿不同的方向的折光力的差和优选轴的定向(优选轴的定向优选被说明为与通过标记66指示的定向o的角度差)。

在替选的实施方案中，评估模块54附加地或替选地确定棱镜折光力、波像差和/或空间分辨的折光力分布。

评估模块54输出获知的光学特性、尤其是球面折光力s和柱面折光力z。

在替选的实施方式中，设备2用于检验非球面透镜、尤其是(非旋转对称的)自由形状透镜。与上述的实施方式不同地，光学评估模块54在此确定在被检验的透镜的面上的二维定位分辨的空间折光力分布，而不是球面折光力s和柱面折光力z。评估模块54相对于几何中心64的位置r和/或定向o设置该空间折光力分布。

图6示出了组合探测器16的另一实施方式，其相对于上述的实施方式替选地安装在设备2中。除非下文另有描述，否则根据图6的组合探测器16对应于上述的实施方式。然而，该组合探测器与后者的不同之处在于，玻璃板34在包围微透镜阵列32的环形区域72中具有比在由微透镜阵列32所占据的区域中更大的厚度。加厚的环形区域72在此用作补偿元件，通过补偿元件，测量光束20“的射到探测面28的子区域40上的靠外的那部分的光程和测量光束20“的射到微透镜阵列32上的靠内的那部分的光程相互平衡。测量光束20“由此被开普勒望远镜10清晰地映射到探测面28的子区域40和微透镜阵列32上。换言之，通过加厚的环形区域72补偿微透镜阵列32与探测面28的几何距离。代替玻璃板34的加厚的环形区域72地，也可以使用从玻璃板34分离的补偿元件(例如形式为单独的玻璃环)。这种补偿元件可以构造为组合探测器16的一部分或设备2的与之分离的部件。

要求保护的本发明在上述的实施例示例中是特别清楚的，但并不局限于这些实施例。相反，本发明的其他的实施方式可以从权利要求和以上的描述导出。

附图标记列表

2 (检验)设备

4 (点)光源

6 准直器

8 样品支架

10 中继光学器件

12 透镜

14 透镜

16 组合探测器

18 评估单元

19 (光)轴

20、20‘、20“ 测量光束

22 隐形眼镜

24 入射方向

26 图像传感器

28 探测面

30 相位可视化元件

32 微透镜阵列

34 玻璃板

36 壳体

38 (第一)子区域

40 (第二)子区域

42 输出光束

44 总图像

46 (第一)图像区域

48 (第二)图像区域

50 评估软件

52 划分模块

54 (光学)评估模块

56 图像识别模块

58 子图像

60 子图像

62 外轮廓

64 (几何)中心

66 标记

70 标识

72 环形区域

s (球面)折光力

d (隐形眼镜的)直径

D (透镜阵列的)直径

w (对隐形眼镜的缺陷的)警告指示

o (隐形眼镜的)定向

r (隐形眼镜的几何中心的)位置

t 文本

z (柱面)折光力

Claims (12)

1.用于探测光学器件(22)的至少一个能在视觉上识别的特性(d、r、o、t)和至少一个光学特性(s、z)的组合探测器(16)，所述组合探测器包括具有探测面(28)的图像传感器(26)和相位可视化元件(30)，所述相位可视化元件被构造成用于将从入射方向(24)射入的输入光束(20“)转换成一个或多个输出光束(42)，在所述一个或多个输出光束中，所述输入光束(20“)的空间相位分布是视觉上可见的，其中，所述相位可视化元件(30)相对于所述图像传感器(26)的探测面(28)布置成使得所述一个或多个输出光束(42)仅落到所述探测面(28)的第一子区域(38)上，而所述探测面(28)的第二子区域(40)朝所述入射方向(24)暴露，用以探测不受所述相位可视化元件(30)影响的输入光束(20“)。

2.根据权利要求1所述的组合探测器(16)，

其中，所述相位可视化元件(30)包括微透镜装置(32)、孔板、干涉格栅或剪切干涉仪。

3.根据权利要求1或2所述的组合探测器(16)，

其中，所述第一子区域(38)和所述第二子区域(40)彼此同心地布置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合探测器(16)，

其中，所述相位可视化元件(30)直接固定、尤其是旋拧或夹紧或粘贴在所述图像传感器(26)的探测面(28)之前或之上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合探测器(16)，

其中，所述图像传感器(26)是CCD芯片或光电二极管阵列。

6.用于检验光学器件(22)的设备(2)，所述设备具有用于产生测量光束(20)的光源(4)和根据权利要求1至5中任一项所述的组合探测器(16)。

7.根据权利要求6所述的设备(2)，

所述设备包括在所述测量光束(20)的光路中布置在所述光源(4)和所述组合探测器(16)之间的样品支架(8)，所述样品支架用于固定要检验的光学器件(22)。

8.根据权利要求6或7所述的设备(2)，

所述设备包括光学元件(72)，所述光学元件用于平衡输入光束(20“)的射到所述相位可视化元件(30)上的那部分的光程和输入光束(20“)的射到探测面(28)的第二子区域(40)上的那部分的光程。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备(2)，

所述设备包括用于评估要检验的光学器件(22)的由图像传感器(26)记录的图像(44)的评估单元(18)，其中，所述图像(44)具有对应于探测面(28)的第一子区域(38)的第一图像区域(46)和对应于探测面(28)的第二子区域(40)的第二图像区域(48)，

-其中，所述评估单元(18)被设立成用于从所述第一图像区域(46)自动获知要检验的光学器件(22)的至少一个光学特性(s、z)，和/或

-其中，所述评估单元(18)被设立成用于从所述第二图像区域(48)自动获知要检验的光学器件(22)的至少一个能在视觉上识别的特性(d、r、o、t)。

10.根据权利要求9所述的设备(2)，

其中，所述评估单元(18)被设立成用于在所述图像(44)中自动识别和划分出所述第一图像区域(46)和所述第二图像区域(48)。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的设备(2)针对检验隐形眼镜(22)或人工晶体的应用。

12.用于探测光学器件(22)的至少一个能在视觉上识别的特性(d、r、o、t)和至少一个光学特性(s、z)的方法，

-其中，借助图像传感器(26)和前置的相位可视化元件(30)产生第一子图像(58)，在所述第一子图像中，使受要检验的光学器件(22)影响的测量光束(20“)的空间相位分布能在视觉上被识别，

-其中，借助所述图像传感器(26)产生第二子图像(60)，所述第二子图像包含要检验的光学器件(22)的一部分的成像或投影，

-其中，从所述第一子图像(58)获知所述至少一个光学特性(s、z)，并且

-其中，从所述第二子图像(58)获知所述至少一个能在视觉上识别的特性(d、r、o、t)。

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