CN204085847U - 一种眼镜检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种眼镜检测仪，包括：光源部；第一反射镜；设置于第一反射镜和第二反射镜之间的第一狭缝；第二反射镜；所述第一反射镜反射出的光经第一狭缝后入射至第二反射镜，然后由第二反射镜反射出去；用于将第二反射镜反射过来的光反射至光栅的第三反射镜：用于使第三反射镜反射过来的光色散，得到多个不同波长的单色光的光栅；用于将光栅反射过来的光反射出去的第四反射镜；设置于第四反射镜和样品室之间的滤光片和第二狭缝；所述第四反射镜反射出的光经滤光片后得到所需波长的单色光，该所需波长的单色光经第二狭缝后进入样品室；和样品室。本实用新型光路结构简单、成本低、利于减小眼镜检测仪的体积、能够得到稳定准确的测量信号。

Description

一种眼镜检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种眼镜检测仪。

背景技术

眼镜是以矫正视力或保护眼睛而制作的简单光学器件，由镜片和镜架组成；眼镜产品是涉及人身健康安全的重要生活用品，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；在对眼镜进行检测时，光路结构设计对于得到准确的光谱透射比τ(λ)有着重要作用，同时也直接影响着眼镜检测仪的硬件成本；现有技术中眼镜检测仪存在如下问题：光路结构简单、但不能实现精确测量；光路结构复杂、但成本较高，操作复杂；针对不同的检测标准，需要使用不同的检测仪器。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种能够检测多种镜片的眼镜检测仪。

本实用新型的技术方案是：

一种眼镜检测仪，包括：

用于发出不同波长范围的光的光源部；

用于将所述光源部发出的光反射至第二反射镜的第一反射镜；

设置于第一反射镜和第二反射镜之间的第一狭缝；

第二反射镜；所述第一反射镜反射出的光经第一狭缝后入射至第二反射镜，然后由第二反射镜反射出去；

用于将第二反射镜反射过来的光反射至光栅的第三反射镜：

用于使第三反射镜反射过来的光色散，得到多个不同波长的单色光的光栅；

用于将光栅反射过来的光反射出去的第四反射镜；

设置于第四反射镜和样品室之间的滤光片和第二狭缝；所述第四反射镜反射出的光经滤光片后得到所需波长的单色光，该所需波长的单色光经第二狭缝后进入样品室；

和样品室；

进一步地，所述样品室内包括：

基座、竖直置于所述基座上的支架、分别安装于所述支架两侧的第一准直光管和第二准直光管、以及待测样品置放部；进而样品室的光通过第一准直光管和第二准直光管成为平行光；所述平行光经过待测样品后形成透射光；

另外，所述眼镜检测仪还包括：

用于将所述透射光转换为电信号的光电接收器；

进一步地，所述光源部包括：

第一光源；

第二光源；

以及用于切换第一光源和第二光源的光源切换器；

进一步地，通过改变光栅旋转角度来调节光栅得到的单色光的波长范围；

所述样品室内还包括：套设在第一准直光管上的偏振架；

所述待测样品置放部为镜片夹持架或角膜接触镜检测槽。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种眼镜检测仪，光路结构简单、成本低、利于减小眼镜检测仪的体积、能够检测多种镜片，同时针对不同待测样品，能够分别得到相应的稳定准确的测量信号，检测速度快、操作简单、使用方便。

附图说明

图1是本实用新型所述眼镜检测仪的光路原理示意图；

图2、图3是本实用新型所述样品室的结构示意图；

图中：1、第一光源，2、第二光源，3、光源切换器，4、第一反射镜，5、第一狭缝，6、第二反射镜，7、第三反射镜，8、第四反射镜，9、光栅，10、滤光片，11、第二狭缝，12、样品室，13、光电接收器，14、微处理器，15、支架，16、待测样品置放部，17、基座，18、第一准直光管，19、偏振转向器，20、第二准直光管，21、圆筒，22、推拉杆，23、滑轨，24、偏振架，25、滑道。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示的一种眼镜检测仪，包括：用于发出不同波长范围的光的光源部；用于将所述光源部发出的光反射至第二反射镜6的第一反射镜4；设置于第一反射镜4和第二反射镜6之间的第一狭缝5；第二反射镜6；所述第一反射镜4反射出的光经第一狭缝5后入射至第二反射镜6，然后由第二反射镜6反射出去；用于将第二反射镜6反射过来的光反射至光栅9的第三反射镜7：用于使第三反射镜7反射过来的光色散，得到多个不同波长的单色光的光栅9；用于将光栅9反射过来的光反射出去的第四反射镜8；设置于第四反射镜8和样品室12之间的滤光片10和第二狭缝11；所述第四反射镜8反射出的光经滤光片10后得到所需波长的单色光，该所需波长的单色光经第二狭缝11后进入样品室12；和样品室12；进一步地，所述样品室12内包括：基座17、竖直置于所述基座17上的支架15、分别安装于所述支架15两侧的第一准直光管18和第二准直光管20、以及待测样品置放部16；进而样品室12的光通过第一准直光管18和第二准直光管20成为平行光；所述平行光经过待测样品后形成透射光另外，所述眼镜检测仪还包括：用于将所述透射光转换为电信号的光电接收器13；进一步地，所述光源部包括：第一光源1；第二光源2；以及用于切换第一光源1和第二光源2的光源切换器3；进一步地，通过改变光栅9旋转角度来调节光栅9得到的单色光的波长范围；所述样品室内还包括：套设在第一准直光管18上的偏振架24，以及与所述偏振架24相连接的偏振转向器19；所述待测样品置放部16为镜片夹持架或角膜接触镜检测槽。

图2示出了待测样品为镜片的样品室的结构示意图，图3示出了待测样品为角膜接触镜的样品室的结构示意图；第一光源1和第二光源2分别采用钨灯和氘灯，发出的光在(280～780)nm的波长范围内，光源切换器3采用挡光板，可以重叠光源在各个波长的光强分布的连续性和均匀性，利于光源切换器3能够将第一光源1和第二光源2在340nm处进行瞬间切换；所述光栅9为精密光栅；光栅9旋转角度通过电机控制器控制步进电机带动光栅支架转动，进而改变光栅9旋转角度，对应光栅9每次旋转，得到的单色光的波长范围变化1nm，提高光谱分辨率和精度；所述滤光片10为七色滤光片10；所述待测样品置放部16通过外壁上设置有推拉杆22的圆筒21套设在第二准直光管20上；所述第二准直光管20外壁上设置有滑轨23或滑道25，所述圆筒21内壁上设置有与所述滑轨23相适配的滑槽、或设置有与所述滑道25相适配的滑块；所述圆筒21内设置有两端分别连接推拉杆22和待测样品的弹簧、以及与推拉杆22配合的限位部；所述支架15上设置有与第一准直光管18、第二准直光管20内径相适配的通孔；所述待测样品可以为近视镜片、远视镜片、偏光镜片(含驾驶镜片)、太阳镜片、树脂镜片、光学玻璃镜片毛坯、角膜接触镜等；所述光电接收器13经过AD转换器和串口连接所述微处理器14，且采用硅光电池作为光电接收器13的接收器，减少背景噪声；所述第一准直光管18上还可以套设偏振架24，当检测偏光镜片时放置偏振片；所述待测样品置放部16可以为镜片夹持架，该镜片夹持架与样品室12侧壁之间夹持镜片；所述待测样品置放部16可以为角膜接触镜检测槽，该角膜接触镜检测槽用于放置角膜接触镜；所述样品室12为暗室。

本实用新型通过改变光栅9旋转角度来调节光栅9得到的单色光的波长范围，进而经滤光片10后得到不同所需波长λ的单色光，所需波长λ通过下述方式进行取值，在预设波长范围内按照一定间隔进行取值，所述一定间隔根据不同检测标准的要求进行设定，具体可以为5nm或10nm。

本实用新型所述光电接收器13将所述透射光转换为电信号后，该电信号可以传输给微处理器14，微处理器14可以根据光电接收器13传输过来的电信号得出待测样品的光学性能参数，所述光学性能参数包括ISO8980-3-2003、EN1836-2005、ANSI Z80.3-2010、QB2457-99、QB2506—2001、QB2659-2004和GB10810.3-2006标准中的光学性能参数；所述微处理器14可以采用微机，具体为所述微处理器14根据光电接收器13传输过来的电信号得到经过待测样品的透射光的光谱强度，进而计算得出任一所需波长的光谱透射比τ(λ)；

进一步地，按照ISO8980-3-2003和GB10810.3-2006的标准要求：

可见光透射比 ${\mathrm{\τ}}_v=\frac{{\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_{D65}\left(\mathrm{\λ}\right)V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{380}^{780}{S}_{D65}\left(\mathrm{\λ}\right)V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\×100\%;$

紫外线A波段透射比 ${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{UVA}}=\frac{{\∫}_{315}^{380}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)E_{\mathrm{S\λ}}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{315}^{380}{E}_{\mathrm{S\λ}}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\×100\%;$

紫外线B波段透射比 ${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{UVB}}=\frac{{\∫}_{280}^{315}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)E_{\mathrm{S\λ}}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{280}^{315}{E}_{\mathrm{S\λ}}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\×100\%;$

相对视觉衰减因子

具体为：

其中ISO8980-3-2003标准为眼科光学-未割边眼镜镜片-第3部分：透射比规范及试验方法，GB10810.3-2006标准为眼镜镜片及相关眼镜产品第3部分：透射比规范及测量方法；

S_D65(λ)——标准照明体D₆₅光源的相对光谱功率分布函数；

V(λ)——日光下平均人眼光谱光视效率函数；

E_Sλ(λ)——太阳辐射的光谱分布函数；

S(λ)——相对光谱功率分布函数；

τ_s(λ)——镜片的交通信号光谱透射比；

S_A(λ)——标准照明体A光源的相对光谱功率分布函数；

具体地，S_D65(λ)V(λ)、E_Sλ(λ)S(λ)、τ_s(λ)V(λ)S_A(λ)通过查询视见函数表得知。

进一步地，按照QB2457-99和ANSI Z80.3-2010等标准要求：

可见光透射比 ${\mathrm{\τ}}_v=\frac{{\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_C\left(\mathrm{\λ}\right)V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{380}^{780}{S}_C\left(\mathrm{\λ}\right)V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\×100\%;$

紫外线A波段透射比 ${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{UVA}}=\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\λ}}_1}{\∫}_{315}^{380}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}\×100\%,$ λ₂＝380nm，λ₁＝315nm；

紫外线B波段透射比 ${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{UVB}}=\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\λ}}_1}{\∫}_{290}^{315}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}\×100\%,$ λ₂＝315nm，λ₁＝290nm；

色坐标 $(x,y,z)=(\frac{X}{X+Y+Z},\frac{Y}{X+Y+Z},\frac{Z}{X+Y+Z});$

如果使用光源为交通信号灯，则

$X={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_A\left(\mathrm{\λ}\right){\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$

$Y={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_A\left(\mathrm{\λ}\right){\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$ $Z={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_A\left(\mathrm{\λ}\right){\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$

如果使用光源为平均日光D₆₅，则

$X={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_{D65}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$

$Y={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_{D65}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$ $Z={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_{D65}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$

其中S_A(λ)——标准照明体A光源的相对光谱功率分布函数；

S_D65(λ)——标准照明体光源D₆₅的相对光谱功率分布函数；

当交通信号灯取红光时：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}=\frac{Y_{\mathrm{sig}}}{{\∫}_{380}^{780}{S}_A\left(\mathrm{\λ}\right){\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}},Y_{\mathrm{sig}}={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)K_4\mathrm{d\λ};$

当交通信号灯取黄光时：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}=\frac{Y_{\mathrm{sig}}}{{\∫}_{380}^{780}{K}_5\mathrm{d\λ}},Y_{\mathrm{sig}}={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)K_5\mathrm{d\λ};$

当交通信号灯取绿光时：

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}=\frac{Y_{\mathrm{sig}}}{{\∫}_{380}^{780}{K}_6\mathrm{d\λ}},Y_{\mathrm{sig}}={\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)K_6\mathrm{d\λ};$

平均透射比 ${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{SUV}}=\frac{{\∫}_{280}^{380}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)E_{\mathrm{S\λ}}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{280}^{380}{E}_{\mathrm{S\λ}}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\×100\%;$

黄色指数 $\mathrm{YI}=\frac{1.28X-1.06Z}{Y}\×100,$

其中 $X=K{\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$

$Y=K{\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$

$Z=K{\∫}_{380}^{780}\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)S\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ};$

$K=\frac{100}{{\∫}_{380}^{780}S\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}=100/100=1;$

S_C(λ)——标准光源C的光谱分布函数；

V(λ)——日光下平均人眼光谱光视效率函数；

S_A(λ)——标准照明体A光源的相对光谱功率分布函数；

τ_sig(λ)——交通信息滤色片(红、黄、绿)的光谱透射比；

其中S_C(λ)V(λ)、 $S_A\left(\mathrm{\λ}\right){\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right),S_A\left(\mathrm{\λ}\right){\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right),S_A\left(\mathrm{\λ}\right){\mathrm{\τ}}_{\mathrm{sig}}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right),$ τ_s(λ)V(λ)S_A(λ)通过查询视见函数表得知。

当得出光谱透射比τ(λ)后，可依据不同的眼镜检测标准中的计算公式得出待测样品的各项光学性能参数，上面只公开了其中的部分标准，并不局限于此，从而实现能够自动检测多种镜片的各项光学性能指标。

本实用新型提供的一种眼镜检测仪，光路结构简单、成本低、利于减小眼镜检测仪的体积、符合JJF1106-2003校准规范的要求、能够检测多种镜片，包括近视镜片、远视镜片、偏光镜片(含驾驶镜片)、太阳镜片、树脂镜片、光学玻璃镜片毛坯、角膜接触镜等；同时针对不同待测样品，能够分别得到相应的稳定准确的测量信号，检测速度快、操作简单、使用方便，本实用新型避免了现有技术中针对不同检测标准，需要使用不同的检测仪器的问题，节约眼镜检测产业的投入成本，通过待测样品置放部的结构可以实现镜片和角膜接触镜的置放。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种眼镜检测仪，其特征在于包括：

用于发出不同波长范围的光的光源部；

用于将所述光源部发出的光反射至第二反射镜的第一反射镜；

设置于第一反射镜和第二反射镜之间的第一狭缝；

第二反射镜；所述第一反射镜反射出的光经第一狭缝后入射至第二反射镜，然后由第二反射镜反射出去；

用于将第二反射镜反射过来的光反射至光栅的第三反射镜：

用于使第三反射镜反射过来的光色散，得到多个不同波长的单色光的光栅；

用于将光栅反射过来的光反射出去的第四反射镜；

设置于第四反射镜和样品室之间的滤光片和第二狭缝；所述第四反射镜反射出的光经滤光片后得到所需波长的单色光，该所需波长的单色光经第二狭缝后进入样品室；

和样品室。

2.根据权利要求1所述的一种眼镜检测仪，其特征在于所述样品室内包括：

基座、竖直置于所述基座上的支架、分别安装于所述支架两侧的第一准直光管和第二准直光管、以及待测样品置放部；进而样品室的光通过第一准直光管和第二准直光管成为平行光；所述平行光经过待测样品后形成透射光。

3.根据权利要求2所述的一种眼镜检测仪，其特征在于所述眼镜检测仪还包括：

用于将所述透射光转换为电信号的光电接收器。

4.根据权利要求1所述的一种眼镜检测仪，其特征在于所述光源部包括：

第一光源；

第二光源；

以及用于切换第一光源和第二光源的光源切换器。

5.根据权利要求1所述的一种眼镜检测仪，其特征在于通过改变光栅旋转角度来调节光栅得到的单色光的波长范围。

6.根据权利要求2所述的一种眼镜检测仪，其特征在于所述样品室内还包括：套设在第一准直光管上的偏振架；

所述待测样品置放部为镜片夹持架或角膜接触镜检测槽。