[发明专利]基于光学相干断层扫描检测渐进多焦点眼镜片的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光学相干断层扫描检测多焦点眼镜片的方法及系统，用于对渐进多焦点眼镜片的光学特性参数和面形精度同时检测。

背景技术

近5年来，随着材料技术和加工设计水平的不断提高和创新，“渐进多焦点眼镜片”这一全新概念逐渐在眼镜行业提出并成为现实，这种基于个性化思维设计和数字化制造技术加工而成的“渐进多焦点镜片”已经显现了逐步取代传统产品、进而上升为主流产品的快速发展趋势，数字化、智能化的渐进多焦点镜片加工技术被业内称为眼镜行业的一次技术革命。德国、美国等先进国家已经陆续推出渐进多焦点镜片的检测技术和设备，我国眼镜行业为了实现自身的快速转型和升级换代，纷纷购买和引进相关设备。据不完全统计，在短短的一两年间，我国境内的企业已经耗资近1.6个亿，大量引进国外的渐进多焦点镜片检测设备。有关方面预测，这种基于个性化需求发展的智能化制造技术加工的镜片将在未来几年占据整个眼镜市场的半壁江山。渐进多焦点镜片技术和加工及检测设备的快速推广和发展，使我国眼镜行业的发展和眼镜镜片的质量安全受到空前的挑战。

目前主要有五种方法或原理可以用来测量渐进多焦点镜片，分别是：改进型的焦度计（多点接收）、基于哈特曼原理的地图法（Mapping）测量仪、基于莫尔干涉条纹原理的渐进多焦点分析仪、和基于波前技术（WAVE FRONT）的传感仪。目前这些方法存在检测速度慢、检测成本高或缺乏稳健性以及故障多等缺点。此外，依据这些原理，仅可以给出待测成品镜片的光度值和柱镜地形图。从目前渐进多焦点镜片的设计和加工方面，现代的光学计算软件已经可以对镜片表面几乎每一点建立方程，进行大规模运算，找出最合适的镜片表面曲率分布方式。结合高度精密的数控加工技术，可以对镜片表面每一点进行精确的磨削和抛光，加工出针对处方（甚至包括个性化配镜参数）完全优化的渐进多焦点。但是与渐进多焦点镜片的设计和加工相比，目前的仪器对渐进多焦点眼镜片的检测还停留在只能提供渐进多焦点眼镜片的光学参数信息，而无法提供渐进多焦点镜片的面形精度信息。检测渐进多焦点眼镜片与设计是否相符，是对渐进多焦点眼镜片进行质量检测的关键环节，只有实现对渐进多焦点眼镜片的面形精度和光学参数的同时检测，才能对不同的渐进多焦点眼镜片的质量给出全面的和合理的评价。

发明内容

本发明公开了一种基于光学相干断层扫描检测渐进多焦点眼镜片的方法及系统，可以有效克服现有技术只能用来测量渐进多焦点眼镜片的光学特性参数，而无法提供面形精度信息，且检测速度慢、成本高、缺乏稳健性以及故障多等弊端。采用本发明的技术方案，在实现渐进多焦点眼镜片的光学特性参数测量的同时，还能对渐进多焦点眼镜片的面形误差进行方便、快速和准确的检测，达到对渐进多焦点眼镜片的质量进行全面和合理评价的目的。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于光学相干断层扫描检测渐进多焦点眼镜片的方法，其特征在于：利用光学相干断层扫描的方法，间接得到渐进多焦点眼镜片的三维图像，利用得到的三维图像数据求出曲面各点的曲率半径以及相应位置的镜片厚度信息，再结合镜片材料的折射率数值，计算得到渐进多焦点眼镜片的光学性能参数；另一方面，根据获得的三维图像，可以对实际渐进多焦点镜片的面形精度进行评价。具体实施步骤如下:

（1）扫描渐进多焦点眼镜片的三维图像的主要过程为：PC机对参考臂振镜和样品臂振镜分别发出不同频率的驱动三角波，数据采集卡在参考臂驱动信号的驱动下，以一定周期进行信号采集；在样品臂上，探测器为光电二极管，通过光电二极管接收光信号转化为电信号，然后经过电流放大器放大信号，再通过低噪声前置放大器接入到数据采集卡，然后PC机处理信号；这样在待测渐进多焦点眼镜片的纵深方向得到一条扫描线，每条线由若干个点组成，每条扫描线都包含若干形状相似的包络线，每条包络线代表待测渐进多焦点镜片的一个平面；经过多次扫描，就可以复原渐进多焦点眼镜片的三维图像；

（2）根据得到的渐进多焦点眼镜片的三维图像，由PC机计算出各特征点的曲率半径和所在位置的厚度，根据焦距求解公式求得屈光度参数，进而得到棱镜度、柱镜度所需光学特性参数信息；

（3）根据获得的渐进多焦点眼镜片的三维图像，由曲面匹配算法计算渐进多焦点眼镜片的面形精度，评定渐进多焦点的面形误差。

所述的渐进多焦点眼镜片三维图像测量系统，采用双光束差分测量，即参考臂信号作为测量基准，样品臂为测量信号，对测得的两组数据进行差分处理。