[发明专利]自由曲面镜片的检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自由曲面镜片，具体地说，是一种自由曲面镜片的检测方法和装置。 

背景技术

目前对镜片的检测，主要用自动焦度计检测，它是眼镜行业所必备的仪器之一。自动焦度计通常由光学系统、精密机械、光电检测器件（通常为CCD传感器）及电气控制等部分组成，涉及光、机、电等方面的知识。自动焦度计用单点测量法。它在镜片的主光轴附近对称选取４个光点，用面阵图像传感器，采集４个光点的图像，根据４个光点的位置计算出镜片的顶焦度参数。单点测量法能精确给出各点信息，但它只能实时测出镜片的一个小区域中心的屈光度分布信息，不能给出整个面的顶焦度分布信息，对于检测渐进多焦点镜片具有局限性。 

所谓的自由曲面（FREE-FORM）技术即用于非对称复杂光学设计表面加工的技术。近些年来，此项技术已经在国际高端眼镜片行业得到较为广泛的应用。随着自由曲面镜片的广泛应用，其相应的检测技术也在不断发展。由于自由曲面镜片的屈光度在整个表面范围内都不相同，且其面形是一种非轴对称的回转面，因此仅测量少数的点或母线对于评价自由曲面镜片的整个面形是远远不够的。 

因此已知的用自动焦度计单点测量法检测自由曲面镜片的整个面形存在着上述种种不便和问题。 

发明内容

本发明的目的，在于提出一种对所有通光口径的顶焦度进行检测的自由曲面镜片的检测方法。 

本发明的另一目的，在于提出一种对所有通光口径的顶焦度进行检测的自由曲面镜片的检测装置。 

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是： 

一种自由曲面镜片的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

a、选取三条测试光线

首先考虑待测镜片的近轴光线，在所述待测试镜片的通光孔径的平行光束中选取三条测试光线为一个测试单元，其中光线1通过待测试镜片的光心O，使放入待测试镜片前后光线1在面阵图像传感器上形成的光斑位置不变；

b、放入待测试镜片

在光路中放入待测试镜片之前，入射光线2和3在面阵图像传感器上形成的光斑位置分布为B和C；放入待测镜片之后，光线发生偏折，光斑位置分别移动到B′和C′两点；

c、测出待测试镜片的顶焦度

根据所述B′和C′光斑移动情况分别测出待测试镜片上对应点D和E处的顶焦度；

d、通过面阵图像传感器接收后进光点矩阵解码器分析处理器分析计算和存储待测试镜片的参数，包括：

（1）用下式计算球光度

式中：TA为放入待测镜片前后光线2在面阵图像传感器上的偏移量，S为入射光线2在待测镜片上的入射点D与光心O的相对距离，d为待测镜片与面阵图像传感器之间距离，f_D为顶焦度，F为焦距；

（2）用下式计算散光度

S=A-B，ADS/BDC×Φ，其中，A为球光度，B为散光度，O为散光镜片的光心，Φ为散光镜片的轴位。

本发明的自由曲面镜片的检测方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 

前述的方法，其中所述步骤a中，还包括在所述待测试镜片的成像采集光路，使产生的光点矩阵图的变化包容不同待测试镜片的顶焦度参数。 

前述的方法，其中所述步骤b中，还包括设置光点矩阵解码器分析处理器，计算待测试镜片的顶焦度参数。 

一种自由曲面镜片的检测装置，包括光源发生器，透镜组，光点矩阵编码器和面阵图像传感器，其特征在于： 

所述平行光源发生器，包括光源和沿着投射光路引导来自所述光源的投射光的投射光学系统，发生单色光；

所述准直镜，为一透镜组，位于所述投射光路中，使入射单色光束经其扩束变为至待测试镜片的通光孔径的平行光束；

所述光点矩阵编码器，设置在所述准直镜和待测试镜片之间，在镜片的主光轴附近对称选取４个光点的基础上，且在对称外延选取多组光点，使光点覆盖待测试镜片渐进多焦点眼镜镜片的所有通光口径，并根据自由曲面眼镜镜片的分布规律排列光点矩阵；

所述待测试镜片，为自由曲面镜片，设置在光点矩阵编码器后方的投射光路中；

所述面阵图像传感器，为高像素面阵图像传感器，选取500万以上高像素的，设置在待测试镜片后方的投射光路中接收光点矩阵编码器发生的包含自由曲面眼镜镜片的顶焦度参数的光点矩阵图。

本发明的自由曲面镜片的检测装置还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 

前述的装置，其中所述透镜组是准直镜。