[发明专利]镜片屈光度莫尔测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明属于消费类应用电子领域，具体涉及一种镜片屈光度莫尔测量装置和测量方法。

背景技术

莫尔测量法作为一种将莫尔(Moiré)效应和泰伯(Talbot)效应相结合的非接触式光学测量技术，具有全视场和非接触的优点，并在工业和民用领域的许多方面得到了应用。

传统的单光、双光及三光镜片的测量，国内外一般都是使用两种焦度计(又称为屈光度计、查片仪、镜片测度仪等)：调焦成像式焦度计和自动焦度计。此类仪器只能对镜片的一个小区域分析，测出该区域中心所代表的镜片的屈光度等光学性质。单光、双光及三光镜片由于它们在定义的范围内有相同的屈光度(不考虑像差和像移)，采用上述两类屈光度仪(焦度计)就很容易检测。

不同于传统的单光、双光和三光镜片，渐进多焦点镜片的表面分布着无数个焦点，屈光度在整个口径范围内均不相同，而且，其面形也不同于普通的非球面面形，是一种非轴对称的回转面。因此，对于此类镜片，仅仅测量少数的点或母线对于评价整个镜片是远远不够的。对于渐进多焦点镜片，国内所做的研究工作较少，国外在此方面有许多国家曾做过大量的科学研究，但截止目前，国际上仍然没有统一的检测标准和测量方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的莫尔测量方法在测量镜片屈光度时存在的上述缺陷，提出了一种镜片屈光度莫尔测量装置。

本发明采用的技术方案为：一种镜片屈光度莫尔测量装置，包括光源1、扩束透镜2、屈光度补偿镜片3、第一光栅5、第二光栅6、条纹接收单元7、条纹采集单元8和条纹分析单元9；

所述光源1经过扩束透镜2后将产生准直光束，被测镜片放在屈光度补偿镜片3和第一光栅5之间，第一光栅5和第二光栅6保持固定的距离和角度，条纹采集单元7用于拍摄第一光栅5和第二光栅6重叠后在条纹接手单元7上产生的莫尔条纹，加入屈光度补偿镜片3和被测镜片后莫尔条纹发生偏转，条纹采集单元8与条纹分析单元9相连接，将莫尔条纹图像输出至条纹分析单元进行处理，计算出镜片屈光度分布图；所述被测镜片左端面与屈光度补偿镜片3右端面重合、被测镜片右端面与第一光栅5左端面重合。

为了解决上述问题，本发明还提出了一种镜片屈光度莫尔测量方法，具体步骤如下：

第一步：测量装置调整：固定第一光栅5和第二光栅6的光栅周期、光栅夹角和泰伯距离；

第二步：图像采集：①将被测镜片放置在前面所述测量位置，并观察条纹分析单元9中的莫尔条纹图像；②若未能观察到清晰的莫尔条纹，则按照屈光度依次从小到大更换屈光度补偿镜片3直至条纹采集单元8能捕捉到清晰的莫尔条纹图；

第三步：图像处理：条纹分析单元9对输入的莫尔条纹图像进行处理，计算获得被测镜片的屈光度分布图。

上述的第三步中所述的图像处理具体过程为：

(31)对莫尔条纹图像进行图像增强、二值化、细化，获得单像素宽度的莫尔条纹；

(32)对于单光镜片使用直线拟合步骤(31)获得的单像素宽度的莫尔条纹，对于多光镜片将步骤(31)获得的单像素宽度的莫尔条纹均匀分段并用曲线拟合；条纹拟合后可得到莫尔条纹上各点处的条纹偏转斜率；

(33)根据条纹偏转斜率与镜片屈光度的关系计算得到镜片屈光度值的三维散乱分布数据；

(34)对步骤(33)得到的镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲面拟合，得到镜片的屈光度分布图。

本发明的有益效果：本发明所述装置中采用发散角较大的半导体激光器光纤耦合输出光源，提高测量光束质量。结构较为简单，价格较低，更坚固，工作环境要求较低，且操作和维护都较简单。本发明的方法在被测镜片前方加入了镜片屈光度补偿机制，在保证了莫尔条纹识别精度的同时提高了测量装置的屈光度测量范围。

附图说明

图1是本发明镜片屈光度测量装置的结构示意图；

图2是本发明镜片屈光度测量装置的光栅位置示意图；

图3是本发明镜片屈光度测量方法的原理图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式结合附图详述如下：