CN115389168A - 偏光轴位检测装置及其偏光轴位检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏光轴位检测装置及其偏光轴位检测方法，包括两个偏光片、两个光电感应器、标准偏光片、旋转组件、光源和处理器，两个偏光片的偏振化方向之间的夹角为45°；标准偏光片设置于旋转组件上；光源位于标准偏光片的一侧，且均匀照射标准偏光片；两个偏光片位于标准偏光片的另一侧，且两个偏光片位于同一平面，标准偏光片在同一平面上的投影覆盖两个偏光片；两个光电感应器分别设置于两个偏光片远离光源的一面上；处理器分别与两个光电感应器通信连接。本发明可更加快速准确地检测偏光镜片的轴位偏差。

Description

偏光轴位检测装置及其偏光轴位检测方法

技术领域

本发明涉及光学镜片检测技术领域，尤其涉及一种偏光轴位检测装置及其偏光轴位检测方法。

背景技术

偏光太阳镜属于个体眼面部防护用品的范畴，衡量其质量的技术指标主要体现在偏光度、防紫外线、抗机械冲击力、透射比、复合强度等几个方面，其中，偏光度是重要指标之一。根据相关国际标准，偏光太阳镜产品的偏光度数一般需控制在±5度的范围内。不合格的偏光太阳镜不仅会损害使用者的用眼健康，而且也会影响消费者的利益。因此，偏光太阳镜生产单位通常要求产品出产之前必须经过严格的偏光轴位(偏光度)测量。

目前市面上的数显偏振轴位测试仪，其内置有半荫式偏振片和光源，半荫式偏振片中的上下两个半边的偏振化方向与水平方向的夹角分别为±3°。测试时，将待测眼镜固定在测试位置上，然后打开测试仪内部的光源，光源穿过半荫式偏振片后均匀照射到待测眼镜的偏振镜片上。测试人员从测试仪正前上方的观测孔观察光源内上半圆与下半圆的光亮度是否相同，如果不同，则表示待测眼镜的偏光镜片存在轴位偏差，此时，测试人员需通过调整待测眼镜的角度，使光源内上半圆与下半圆的光亮度相同，最后通过数显读数，得到待测偏振镜片的轴位偏差。但这种人工观察明暗程度的方式效率低下，且精确度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种偏光轴位检测装置及其偏光轴位检测方法，可更加快速准确地检测偏光镜片的轴位偏差。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种偏光轴位检测装置，包括偏光组件、光电感应器组件、标准偏光片、旋转组件、光源和处理器，所述偏光组件包括第一偏光片和第二偏光片，所述第一偏光片和第二偏光片的偏振化方向之间的夹角为45°，所述光电感应器组件包括第一光电感应器和第二光电感应器；

所述标准偏光片设置于所述旋转组件上，所述旋转组件用于带动所述标准偏光片进行旋转；所述光源位于标准偏光片的一侧，且均匀照射所述标准偏光片；所述第一偏光片和第二偏光片位于所述标准偏光片的另一侧，且所述第一偏光片和第二偏光片位于同一平面，所述标准偏光片在所述同一平面上的投影覆盖所述第一偏光片和第二偏光片；所述第一光电感应器设置于所述第一偏光片远离所述光源的一面上；所述第二光电感应器设置于所述第二偏光片远离所述光源的一面上；所述处理器分别与所述第一光电感应器和第二光电感应器通信连接。

本发明还提出了基于如上所述的偏光轴位检测装置的偏光轴位检测方法，包括：

通过控制旋转组件，旋转标准偏光片，在旋转过程中，实时获取旋转角度以及第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到旋转角度与第一电压值和第二电压值的关联关系，并根据第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，标定得到最高电压值和最低电压值，所述旋转角度为标准偏光片的偏振化方向与第二偏光片的偏振化方向之间的夹角；

将所述标准偏光片替换为待测镜片，所述待测镜片的理想偏振化方向与所述第二偏光片的偏振化方向相同，并获取第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到第三电压值和第四电压值，作为当前第三电压值和当前第四电压值；

根据所述第一电压值与旋转角度的关联关系，获取当前第三电压值对应的旋转角度，作为当前旋转角度，并根据所述旋转角度与第二电压值的关联关系，获取当前旋转角度对应的第二电压值；

计算当前第四电压值和所述对应的第二电压值的平均值，作为当前平均值，并根据当前平均值和当前第四电压值，计算当前比例值；

判断当前比例值与1的差值绝对值是否小于预设的阈值；

若是，则将当前旋转角度作为最终的偏光轴位误差角度；

若否，则根据当前第三电压值、当前第四电压值、当前比例值、所述最高电压值和最低电压值，计算得到新的第三电压值和新的第四电压值；

将所述新的第三电压值和新的第四电压值分别作为当前第三电压值和当前第四电压值，继续执行所述根据所述第一电压值与旋转角度的关联关系，获取当前第三电压值对应的旋转角度，作为当前旋转角度，并根据所述旋转角度与第二电压值的关联关系，获取当前旋转角度对应的第二电压值的步骤。

本发明的有益效果在于：光源发出的光依次透过标准偏光片和偏光组件，通过旋转标准偏光片，使得标准偏光片的偏振化方向与偏光组件中的两个偏光片的偏振化方向之间的夹角发生变化，在这过程中，两个光电感应器采集到的电压信号也呈周期性变化，通过实时采集标准偏光片的偏振化方向相对第二偏光片的偏振化方向的旋转角度以及两个光电感应器输出的电压信号，可标定得到各旋转角度对应的两个电压值，并记录为对照表，后续要测试待测眼镜时，通过将标准偏光片取下，替换上待测眼镜，然后读取光电感应器输出的电压值并基于对照表进行分析，即可求出待测眼镜的待测镜片的轴位偏差。本发明无需人工观测明暗程度，可更加快速、准确地检测偏光镜片的轴位偏差。

附图说明

图1为本发明的偏光轴位检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一的第一偏光片和第二偏光片的偏振化方向示意图；

图3为本发明实施例一的偏光轴位检测装置的结构示意图一；

图4为本发明实施例一的第一放置台的俯视示意图(隐藏旋转电机和角度传感器)；

图5为本发明实施例一的偏光轴位检测装置的结构示意图二(隐藏旋转组件)；

图6为本发明实施例二的偏光轴位检测方法；

图7为本发明实施例二的对照表；

图8为本发明实施例二的步骤S1中光电感应器组件输出的电压信号示意图；

图9为本发明实施例二中当待测镜片旋转时光电感应器组件输出的电压信号示意图。

标号说明：

1、偏光组件；2、光电感应器组件；3、标准偏光片；4、旋转组件；5、光源；6、处理器；7、机架；8、角度传感器；

11、第一偏光片；12、第二偏光片；

21、第一光电感应器；22、第二光电感应器；

41、旋转电机；42、主动转轴；43、转动环；44、从动转轴；45、第一齿轮；46、第二齿轮；47、第三齿轮；

71、第一放置台；72、第二放置台；

711、内腔；712、第一通槽；713、第二通槽；714、第三通槽；715、第四通槽；

721、偏光组件放置槽。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，一种偏光轴位检测装置，包括偏光组件、光电感应器组件、标准偏光片、旋转组件、光源和处理器，所述偏光组件包括第一偏光片和第二偏光片，所述第一偏光片和第二偏光片的偏振化方向之间的夹角为45°，所述光电感应器组件包括第一光电感应器和第二光电感应器；

所述标准偏光片设置于所述旋转组件上，所述旋转组件用于带动所述标准偏光片进行旋转；所述光源位于标准偏光片的一侧，且均匀照射所述标准偏光片；所述第一偏光片和第二偏光片位于所述标准偏光片的另一侧，且所述第一偏光片和第二偏光片位于同一平面，所述标准偏光片在所述同一平面上的投影覆盖所述第一偏光片和第二偏光片；所述第一光电感应器设置于所述第一偏光片远离所述光源的一面上；所述第二光电感应器设置于所述第二偏光片远离所述光源的一面上；所述处理器分别与所述第一光电感应器和第二光电感应器通信连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：无需人工观测明暗程度，可更加快速、准确地检测偏光镜片的轴位偏差。

进一步地，还包括角度传感器，所述角度传感器与所述旋转组件连接，所述角度传感器与所述处理器通信连接。

由上述描述可知，通过设置角度传感器来检测旋转角度，可实现旋转角度的自动监测。

进一步地，所述旋转组件包括旋转电机、主动转轴和转动环，所述标准偏光片设置于所述转动环中，所述转动环与所述主动转轴传动连接，所述主动转轴与所述旋转电机连接。

由上述描述可知，当旋转电机的输出轴旋转时，同步带动主动转轴转动，主动转轴又会带动转动环转动，从而带动转动环中的标准偏光片进行旋转。

进一步地，所述主动转轴的外侧表面设有第一齿轮，所述转动环的外侧表面设有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮传动连接。

进一步地，所述旋转组件还包括从动转轴，所述从动转轴的外侧表面设有第三齿轮，所述第三齿轮和第二齿轮传动连接；所述从动转轴与所述角度传感器连接。

由上述描述可知，转动环还会带动从动转轴转动，使得角度传感器可根据转动环与从动转轴之间的传动比，确定出标准偏光片的转动角度，并发送给处理器。

进一步地，所述偏光组件和光电感应器组件的数量均为两个，两个偏光组件分别与两个标准偏光片一一对应，两个光电感应器组件分别与两个偏光组件一一对应。

由上述描述可知，可同时对待测眼镜的两个镜片进行检测。

本发明还提出了基于如上所述的偏光轴位检测装置的偏光轴位检测方法，包括：

通过控制旋转组件，旋转标准偏光片，在旋转过程中，实时获取旋转角度以及第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到旋转角度与第一电压值和第二电压值的关联关系，并根据第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，标定得到最高电压值和最低电压值，所述旋转角度为标准偏光片的偏振化方向与第二偏光片的偏振化方向之间的夹角；

将所述标准偏光片替换为待测镜片，所述待测镜片的理想偏振化方向与所述第二偏光片的偏振化方向相同，并获取第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到第三电压值和第四电压值，作为当前第三电压值和当前第四电压值；

根据所述第一电压值与旋转角度的关联关系，获取当前第三电压值对应的旋转角度，作为当前旋转角度，并根据所述旋转角度与第二电压值的关联关系，获取当前旋转角度对应的第二电压值；

计算当前第四电压值和所述对应的第二电压值的平均值，作为当前平均值，并根据当前平均值和当前第四电压值，计算当前比例值；

判断当前比例值与1的差值绝对值是否小于预设的阈值；

若是，则将当前旋转角度作为最终的偏光轴位误差角度；

若否，则根据当前第三电压值、当前第四电压值、当前比例值、所述最高电压值和最低电压值，计算得到新的第三电压值和新的第四电压值；

将所述新的第三电压值和新的第四电压值分别作为当前第三电压值和当前第四电压值，继续执行所述根据所述第一电压值与旋转角度的关联关系，获取当前第三电压值对应的旋转角度，作为当前旋转角度，并根据所述旋转角度与第二电压值的关联关系，获取当前旋转角度对应的第二电压值的步骤。

进一步地，所述通过控制旋转组件，旋转标准偏光片具体为：

以所述第二偏光片的偏振化方向为0度角方向，逆时针方向为正方向，通过控制旋转组件，使所述标准偏光片偏振化方向从-α旋转至α，α为预设的角度。

由上述描述可知，由于轴位偏差一般在预设的范围内，因此可仅在标准轴位的预设范围内进行旋转，以提高标定效率。

进一步地，α＝45°。

由上述描述可知，使两个光电感应器可输出半个周期的波形。

进一步地，所述计算当前第四电压值和所述对应的第二电压值的平均值，作为当前平均值，并根据当前平均值和当前第四电压值，计算当前比例值具体为：

根据公式A_i＝(V_4i+V_2i)/2计算当前平均值，其中，V_4i为当前第四电压值，V_2i为当前旋转角度θ_i对应的第二电压值；

根据公式k_i＝A_i/V_4i计算当前比例值。

进一步地，所述根据当前第三电压值、当前第四电压值、当前比例值、所述最高电压值和最低电压值，计算得到新的第三电压值和新的第四电压值具体为：

根据公式V_3(i+1)＝V_mid+((V_3i-V_mid)×k_i)，V_mid＝(V_max+V_min)/2计算新的第三电压值，其中，V_3(i+1)为新的第三电压值，V_3i为当前第三电压值，k_i为当前比例值，V_max和V_min分别为所述最高电压值和最低电压值；

根据公式V_4(i+1)＝V_mid+((V_4i-V_mid)×k_i)计算新的第四电压值，其中，V_4(i+1)为新的第四电压值，V_4i为当前第四电压值。

实施例一

请参照图1-5，本发明的实施例一为：一种偏光轴位检测装置，可应用于批量检测偏光太阳镜的偏光镜片的偏光轴位误差角度。

如图1所示，包括偏光组件1、光电感应器组件2、标准偏光片3、旋转组件4、光源5和处理器6；其中，光电感应器组件2包括第一光电感应器21和第二光电感应器22，偏光组件1包括第一偏光片11和第二偏光片12，如图2所示，第一偏光片11和第二偏光片12的偏振化方向之间的夹角为45°。

如图1所示，标准偏光片3设置于旋转组件4上，旋转组件4可带动标准偏光片3进行旋转。光源5位于标准偏光片3的一侧，且均匀照射标准偏光片3；偏光组件1位于标准偏光片3的另一侧，偏光组件1中的两个偏光片位于同一平面，该平面与标准偏光片3所在的平面平行，且标准偏光片3在该平面上的投影覆盖第一偏光片11和第二偏光片12，使得光源5发出的光穿过标准偏光片3后可照射到第一偏光片11和第二偏光片12。第一光电感应器21设置于第一偏光片11远离光源5的一面上，第二光电感应器22设置于第二偏光片12远离所述光源5的一面上，处理器6分别与第一光电感应器21和第二光电感应器22通信连接。

如图3所示，本实施例中，还包括机架7，光源5、旋转组件4及其上的标准偏光片3、偏光组件1、光电感应器组件2由上至下地设置于机架7上。当然，在其他实施例中，上述结构也可以由下至上地设置于机架上。

具体地，本实施例中，光源5设置于机架7的顶部，光源5的发光方向朝下。机架7上设有平行的第一放置台71和第二放置台72，第一放置台71位于光源5的下方，第二放置台72位于第一放置台71的下方。旋转组件4设置于第一放置台71上，偏光组件1设置于第二放置台72上。

本实施例中，检测装置还包括角度传感器8，角度传感器8也设置于第一放置台71上；旋转组件4包括旋转电机41、主动转轴42和转动环43，还包括从动转轴44，主动转轴42的外侧表面设有第一齿轮45，转动环43的外侧表面设有第二齿轮46，从动转轴44的外侧表面设有第三齿轮47。

第一放置台71为中空结构，即第一放置台71中设有内腔711，第一放置台71还设有与内腔相通的第一通槽712、第二通槽713和第三通槽714，其中，第一通槽712与主动转轴42相适配，第二通槽713与转动环43相适配，第三通槽714与从动转轴44相适配。

结合图4所示，旋转电机41的输出轴与主动转轴42连接，主动转轴42位于第一通槽712内，主动转轴42外侧表面的第一齿轮45位于第一放置台71的内腔711中；标准偏光片3设置于转动环43中，转动环43位于第二通槽713内，转动环43外侧面表面的第二齿轮46位于第一放置台7的内腔711中，且第二齿轮46与第一齿轮45传动连接；从动转轴44位于第三通槽714内，从动转轴44外侧表面的第三齿轮47位于第一放置台71的内腔711中，且与第二齿轮46传动连接，从动转轴44与角度传感器8连接，角度传感器8与处理器6通信连接(图中未示出连接关系)。

当旋转电机的输出轴旋转时，同步带动主动转轴转动，主动转轴又会带动转动环转动，从而带动转动环中的标准偏光片进行旋转，转动环还会带动从动转轴转动，使得角度传感器可根据转动环与从动转轴之间的传动比，确定出标准偏光片的转动角度，并发送给处理器。

在可选的实施例中，第一放置台上还可以设置支架(图中未示出)，旋转电机设置于支架上，避免旋转电机本身的重量影响其输出轴的转动。

如图3所示，第二放置台72上设有偏光组件放置槽721，第一偏光片11和第二偏光片12设置于该偏光组件放置槽721中。

第一光电感应器21设置于第一偏光片11远离光源5的一面上，第二光电感应器22设置于第二偏光片12远离光源5的一面上。优选地，第一光电感应器21设置于第一偏光片11的中心处，第二光电感应器22设置于第二偏光片12的中心处。处理器6位于机架7的底部，且分别与第一光电感应器21和第二光电感应器22通信连接。

其中，第一光电感应器21可采集到光源5依次穿过标准偏光片3和第一偏光片11后的光信号，第二光电感应器22可采集到光源5依次穿过标准偏光片3和第二偏光片12后的光信号，两个光电感应器采集到光信号后，会将光信号转换为电信号，然后输出至处理器6，由处理器6结合角度传感器发送的旋转角度进行分析处理。

在标准偏光片的旋转过程中，由于偏光组件中的两个偏光片是固定的，因此，标准偏光片与偏光组件中的两个偏光片的偏振化方向的夹角在不断地进行变化，而在这过程中，光源持续进行照射，使得两个光电感应器采集到的电压信号也呈周期性变化；并且，由于偏光组件中的两个偏光片的偏振化方向的夹角为45°，因此，两个光电感应器输出的信号波形可分别与正弦函数波形和余弦函数波形一致。

通过获取同一时刻的角度传感器的输出值以及两个光电感应器的输出值，可得到该时刻的旋转角度及其对应的两个电压值，通过实时采集角度传感器、第一光电感应器和第二光电感应器的输出值，可标定得到对照表，该对照表中记录有旋转角度与第一电压值(第一光电感应器输出的电压值)和第二电压值(第二光电感应器输出的电压值)的关联关系。

当要对待测眼镜进行检测时，取下标准偏光片，将待测眼镜放到第一放置台上，并使待测眼镜的待测镜片的位置与第二通槽或转动环对应，使得光源发出的光可依次穿过待测镜片和偏光组件中的两个偏光片，然后读取第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压值，并结合上述得到的对照表进行分析，即可求出待测眼镜的待测镜片的轴位偏差。

进一步地，如图5所示，为了便于同时对待测眼镜的两个镜片进行检测，第一放置台71上还设有第四通槽715，第四通槽715与第二通槽713之间的间距与待测眼镜的两个镜片之间的间距相适配，且光源5可均匀照射到第二通槽713和第四通槽715。同时，偏光组件1和光电感应器组件2的数量均为两个，一个偏光组件1的位置与第二通槽713的位置对应，另一个偏光组件1的位置与第四通槽715的位置对应，两个光电感应器组件2分别与两个偏光组件1一一对应，且两个光电感应器组件2分别与处理器6通信连接。第二放置台72上设有两个偏光组件放置槽721，两个偏光组件1分别设置于两个偏光组件放置槽721中。

进一步地，第一放置台上还设置有夹持组件(图中未示出)，使得在检测时，可将待测眼镜固定在第一放置台上。

本实施例中，光源发出的光依次透过标准偏光片和偏光组件，通过旋转标准偏光片，使得标准偏光片的偏振化方向与偏光组件中的两个偏光片的偏振化方向之间的夹角发生变化，在这过程中，两个光电感应器采集到的电压信号也呈周期性变化，通过实时采集标准偏光片的偏振化方向相对第二偏光片的偏振化方向的旋转角度以及两个光电感应器输出的电压信号，可标定得到各旋转角度对应的两个电压值，并记录为对照表；后续要对待测眼镜进行检测时，将标准偏光片取下，然后将待测眼镜放置到第一放置台上并使待测镜片与第一放置台上的第二通槽和第四通槽对应，使得光源发出的光依次透过待测镜片和偏光组件，然后读取光电感应器组件输出的电压值并基于对照表进行分析，即可求出待测眼镜的待测镜片的轴位偏差。

实施例二

请参照图6-9，本实施例是实施例一的偏光轴位检测装置的偏光轴位检测方法。在进行检测之前，打开光源。

如图6所示，包括如下步骤：

S1：通过控制旋转组件，旋转标准偏光片，在旋转过程中，实时获取旋转角度以及第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到旋转角度与第一电压值和第二电压值的关联关系，并根据第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，标定得到最高电压值和最低电压值。其中，旋转角度为标准偏光片的偏振化方向与第二偏光片的偏振化方向之间的夹角。

由于标准偏光片旋转，而第一偏光片和第二偏光片固定不动，使得第一光电感应器和第二光电感应器输出的信号波形形似正弦型函数(或余弦型函数)的波形，且周期为180°。

因此，在一个实施例中，可使标准偏光片旋转至少180°，使得两个光电感应器可输出至少一个周期的波形。此时，根据一个周期的波形，可标定得到最高电压值和最低电压值，即第一电压值和第二电压值中的最大值和最小值。

但本实施例中，考虑到轴位偏差一般在预设的范围内，因此，可以仅在标准轴位的预设范围内进行旋转。具体地，本实施例中，以第二偏光片的偏振化方向为0度角方向，逆时针方向为正方向，通过控制旋转组件，使标准偏光片的偏振化方向从-α旋转至α，α为预设的角度。其中，α＝45°，即使标准偏光片的偏振化方向从-45°旋转至45°，使得两个光电感应器可输出至少半个周期的波形。此时，由于第一偏光片和第二偏光片的偏振化方向之间的夹角为45°，因此可根据第二光电感应器输出的半个周期的电压信号，标定得到最高电压值和最低电压值(最高电压值即标准偏光片旋转至45°时第二光电感应器输出的电压值，最低电压值即即标准偏光片旋转至-45°时第二光电感应器输出的电压值)。

当无法确定标准偏光片的偏振化方向时，可先旋转标准偏光片，并根据第二光电感应器输出的电压信号，标定得到最高电压值，将最高电压值对应的旋转角度作为0度角，然后从0度角开始，逆时针旋转标准偏光片45°，并实时采集两个光电感应器输出的电压信号；接着转回0度角，从0度角顺时针旋转标准偏光片45°，并实时采集两个光电感应器输出的电压信号。

进一步地，在标准偏光片的旋转过程中，每当旋转预设度数时，再采集两个光电感应器输出的电压信号，例如，每旋转5°，就采集一次第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到当前旋转角度对应的第一电压值和第二电压值，此时，得到的对照表图7所示。根据该对照表，可分别拟合得到第一光电感应器和第二光电感应器对应的信号波形函数，如图8所示，其中，V₁表示第一光电感应器输出的电压信号，V₂表示第二光电感应器输出的电压信号，可以看出，V₁的波形与正弦函数的波形一致，V₂的波形与余弦函数的波形一致。

其中，旋转角度与第一电压值的关联关系用于后续进行查表，旋转角度与第二电压值的关联关系用于后续进行修正。

S2：将标准偏光片替换为待测镜片，并获取第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到第三电压值和第四电压值，作为当前第三电压值和当前第四电压值。其中，待测镜片的理想偏振化方向与第二偏光片的偏振化方向相同。

即将标准偏光片从旋转组件中取下，然后将待测眼镜放置到第一放置台上，并使待测眼镜的两个待测镜片分别与第一放置台上的第二通槽和第四通槽对应，使得光源可分别穿过两个待测镜片后照射到位于第二放置台上的两个偏光组件。并且，放置待测眼镜时，需使待测镜片的理想偏振化方向与第二偏光片的偏振化方向相同。

本实施例以检测待测眼镜的其中一个待测镜片的轴位偏差为例进行说明，另一个待测镜片的检测方法同理。

假设旋转待测镜片，第一光电感应器和第二光电感应器也会输出形似正弦型函数(或余弦型函数)的波形，且周期为180°，但由于待测镜片的厚度、材质、折射率等参数可能与标准偏光片不同，或者光源在检测过程中存在光源损耗问题，导致两个光电感应器输出的信号波形存在波动，如图9所示，其中，V₁和V₂表示旋转标准偏光片测得的波形，V₃和V₄表示旋转待测镜片测得的波形。可以看出，对于V₁和V₃两条波形(均由第一光电感应器输出)，当电压值相同时，对应的旋转角度不一定相同；同理，对于V₂和V₄两条波形(均由第二光电感应器输出)，当电压值相同时，对应的旋转角度不一定相同。也就是说，若直接根据当前第三电压值和第四电压值在步骤S1中得到的对照表中进行查找匹配，则匹配到的轴位偏差可能不准确。

因此，本实施例进一步通过下述步骤实现轴位偏差的自动校正。

S3：根据第一电压值与旋转角度的关联关系，获取当前第三电压值对应的旋转角度作为当前旋转角度，并根据旋转角度与第二电压值的关联关系，获取当前旋转角度对应的第二电压值。

即将当前第三电压值V_3i代入对照表中的第一电压值，查找匹配对应的旋转角度θ_i，或代入图9中V₁对应的波形函数计算得到对应的旋转角度θ_i，然后再以匹配到的旋转角度θ_i，在对照表中查找匹配对应的第二电压值V_2i，或代入图9中V₂对应的波形函数计算得到对应的第二电压值。

其中，i表示迭代次数，初始值为0，当i＝0时，V_3i和V_4i分别为将标准偏光片替换为待测镜片后第一次获取到的第三电压值和第四电压值。

S4：计算当前第四电压值和所述对应的第二电压值的平均值，作为当前平均值，并根据当前平均值和当前第四电压值，计算当前比例值。

具体地，根据公式A_i＝(V_4i+V_2i)/2计算当前平均值，其中，V_4i为当前第四电压值，V_2i为当前旋转角度θ_i对应的第二电压值；然后根据公式k_i＝A_i/V_4i计算当前比例值。

S5：判断当前比例值与1的差值绝对值是否小于预设的阈值，即判断|k_i-1|＜ε是否成立，若是，则执行步骤S6，若否，则执行步骤S7。

S6：将当前旋转角度θ_i作为最终的偏光轴位误差角度。

S7：根据当前第三电压值、当前第四电压值、当前比例值、最高电压值和最低电压值，计算得到新的第三电压值和新的第四电压值；即新的第三电压值V_3(i+1)＝V_mid+((V_3i-V_mid)×k_i)，新的第四电压值V_4(i+1)＝V_mid+((V_4i-V_mid)×k_i)，V_mid＝(V_max+V_min)/2，其中，V_max和V_min分别为步骤S1中标定得到的最高电压值和最低电压值。本实施例中，V_max＝3V，V_min＝1V，则V_mid＝2V。然后将新的第三电压值和新的第四电压值分别作为当前第三电压值和当前第四电压值，即令i＝i+1，继续执行步骤S3。

步骤S4中计算出的比例值可以表征当前第四电压值与根据当前第三电压值对应的第二电压值之间的接近程度，比例值越接近1，则当前第三电压值对应的第二电压值越接近当前第四电压值，也即查表得到的旋转角度越接近实际的旋转角度，因此，当比例值与1的差值绝对值小于预设的阈值时，则认为迭代结束，将当前旋转角度作为最终的轴位偏差。而当比例值还未接近1时，则认为迭代未结束。通过观察图9可知，V₃和V₄两条波形相比于V₁和V₂两条波形，都是向中间波动，即V₃和V₄对应的波形函数的振幅小于V₁和V₂对应的波形函数的振幅，因此，通过计算最高电压值和最低电压值的平均值V_mid，然后将第三电压值和第四电压值分别减去该平均值V_mid后再乘以比例值，最后再加上该平均值V_mid，以更新第三电压值和第四电压值，使其向当前电压值与查表得到的电压值的中间值趋近，从而接近实际旋转角度对应的电压值。

本实施例中，对于不同批次的待测眼镜，步骤S1可仅需执行一次，即步骤S1所得到的对照表可应用于后续对不同批次的待测眼镜的检测，因此，在实际应用中，可先标定得到对照表，预先保存在处理器中，后续进行检测时，除了取下标准偏光片，还可拆除旋转组件和角度传感器，从而简化了应用时的检测装置的结构复杂度。

综上所述，本发明提供的一种偏光轴位检测装置及其偏光轴位检测方法，可更加快速准确地检测偏光镜片的轴位偏差，且可以批量化地进行，有效锁定剔除瑕疵品。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种偏光轴位检测装置，其特征在于，包括偏光组件、光电感应器组件、标准偏光片、旋转组件、光源和处理器，所述偏光组件包括第一偏光片和第二偏光片，所述第一偏光片和第二偏光片的偏振化方向之间的夹角为45°，所述光电感应器组件包括第一光电感应器和第二光电感应器；

所述标准偏光片设置于所述旋转组件上，所述旋转组件用于带动所述标准偏光片进行旋转；所述光源位于标准偏光片的一侧，且均匀照射所述标准偏光片；所述第一偏光片和第二偏光片位于所述标准偏光片的另一侧，且所述第一偏光片和第二偏光片位于同一平面，所述标准偏光片在所述同一平面上的投影覆盖所述第一偏光片和第二偏光片；所述第一光电感应器设置于所述第一偏光片远离所述光源的一面上；所述第二光电感应器设置于所述第二偏光片远离所述光源的一面上；所述处理器分别与所述第一光电感应器和第二光电感应器通信连接。

2.根据权利要求1所述的偏光轴位检测装置，其特征在于，还包括角度传感器，所述角度传感器与所述旋转组件连接，所述角度传感器与所述处理器通信连接。

3.根据权利要求2所述的偏光轴位检测装置，其特征在于，所述旋转组件包括旋转电机、主动转轴和转动环，所述标准偏光片设置于所述转动环中，所述转动环与所述主动转轴传动连接，所述主动转轴与所述旋转电机连接。

4.根据权利要求3所述的偏光轴位检测装置，其特征在于，所述主动转轴的外侧表面设有第一齿轮，所述转动环的外侧表面设有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮传动连接。

5.根据权利要求4所述的偏光轴位检测装置，其特征在于，所述旋转组件还包括从动转轴，所述从动转轴的外侧表面设有第三齿轮，所述第三齿轮和第二齿轮传动连接；所述从动转轴与所述角度传感器连接。

6.根据权利要求1所述的偏光轴位检测装置，其特征在于，所述偏光组件和光电感应器组件的数量均为两个，两个偏光组件分别与两个标准偏光片一一对应，两个光电感应器组件分别与两个偏光组件一一对应。

7.基于如权利要求1-6任一项所述的偏光轴位检测装置的偏光轴位检测方法，其特征在于，包括：

通过控制旋转组件，旋转标准偏光片，在旋转过程中，实时获取旋转角度以及第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到旋转角度与第一电压值和第二电压值的关联关系，并根据第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，标定得到最高电压值和最低电压值，所述旋转角度为标准偏光片的偏振化方向与第二偏光片的偏振化方向之间的夹角；

将所述标准偏光片替换为待测镜片，所述待测镜片的理想偏振化方向与所述第二偏光片的偏振化方向相同，并获取第一光电感应器和第二光电感应器输出的电压信号，得到第三电压值和第四电压值，作为当前第三电压值和当前第四电压值；

根据所述第一电压值与旋转角度的关联关系，获取当前第三电压值对应的旋转角度，作为当前旋转角度，并根据所述旋转角度与第二电压值的关联关系，获取当前旋转角度对应的第二电压值；

计算当前第四电压值和所述对应的第二电压值的平均值，作为当前平均值，并根据当前平均值和当前第四电压值，计算当前比例值；

判断当前比例值与1的差值绝对值是否小于预设的阈值；

若是，则将当前旋转角度作为最终的偏光轴位误差角度；

若否，则根据当前第三电压值、当前第四电压值、当前比例值、所述最高电压值和最低电压值，计算得到新的第三电压值和新的第四电压值；

将所述新的第三电压值和新的第四电压值分别作为当前第三电压值和当前第四电压值，继续执行所述根据所述第一电压值与旋转角度的关联关系，获取当前第三电压值对应的旋转角度，作为当前旋转角度，并根据所述旋转角度与第二电压值的关联关系，获取当前旋转角度对应的第二电压值的步骤。

8.根据权利要求7所述的偏光轴位检测方法，其特征在于，所述通过控制旋转组件，旋转标准偏光片具体为：

以所述第二偏光片的偏振化方向为0度角方向，逆时针方向为正方向，通过控制旋转组件，使所述标准偏光片偏振化方向从-α旋转至α，α为预设的角度。

9.根据权利要求8所述的偏光轴位检测方法，其特征在于，α＝45°。

10.根据权利要求7所述的偏光轴位检测方法，其特征在于，所述计算当前第四电压值和所述对应的第二电压值的平均值，作为当前平均值，并根据当前平均值和当前第四电压值，计算当前比例值具体为：

根据公式A_i＝(V_4i+V_2i)/2计算当前平均值，其中，V_4i为当前第四电压值，V_2i为当前旋转角度θ_i对应的第二电压值；

根据公式k_i＝A_i/V_4i计算当前比例值。

11.根据权利要求7所述的偏光轴位检测方法，其特征在于，所述根据当前第三电压值、当前第四电压值、当前比例值、所述最高电压值和最低电压值，计算得到新的第三电压值和新的第四电压值具体为：

根据公式V_3(i+1)＝V_mid+((V_3i-V_mid)×k_i)，V_mid＝(V_max+V_min)/2计算新的第三电压值，其中，V_3(i+1)为新的第三电压值，V_3i为当前第三电压值，k_i为当前比例值，V_max和V_min分别为所述最高电压值和最低电压值；

根据公式V_4(i+1)＝V_mid+((V_4i-V_mid)×k_i)计算新的第四电压值，其中，V_4(i+1)为新的第四电压值，V_4i为当前第四电压值。

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