[发明专利]一种镜片焦距检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种镜片焦距检测方法及装置，利用焦距计算公式，结合机器视觉的方式，对多点进行独立的量化检测，得到被测镜片表面的焦距分布，进而通过求取均值等方式确定镜片焦距、中心和轴向方法，可以实现相比于现有技术更高精度的检测。

技术领域

本发明涉及光学检测领域，尤其涉及一种镜片焦距检测方法及装置。

背景技术

在光学镜片、眼镜片、各种成像镜头等的生产加工领域，镜片的焦距都是最重要的参数之一。如何能够实现高精度的焦距测量非常重要，目前焦距的检测主要使用一种称为焦度计的测量仪器。

焦度计的检测方法，其光路结构参见附图1，具体方法如下：

待测镜片放置在光路中后，光源发出的光照射到移动分划板2上，该图像通过准直物镜3，待测镜片4，物镜5被投影到了固定分划板6上，通过图像采集器观测固定分划板6上的像；在移动分划板2上装有实时测量分划板位置的传感器，用于检测2的实时位置。图像采集器和镜头组件用于分析在固定分划板6上的图像是否清晰，通过调整移动分划板2使采集器上达到最清晰的图像，此时表明6上的图像为聚焦效果最好的图像，此时根据物镜5的参数和位置求出像距v；根据移动分划板的具体位置可求出物距u。

根据焦距公式：1/u+1/v＝1/f，求得焦距f。

使用这种方法的缺点主要包括：

(1)精度低：通过分析固定分划板上的图像来确定是否对焦准确，由于在接近焦点时图像的清晰度相差较小，在算法分析上会存在一定的误差，同时受传感器精度的限制，实测的分划板位置会有一定的误差。这两种误差会造成检测精度的下降。

(2)柱镜检测误差大：柱镜的检测需要同时测量轴位和焦距，在使用该设备进行检测时，需要额外的手动旋转辅助装置，才可实现检测，但受分析误差影响，检测误差明显大于普通镜片。

(3)镜片中心检测不准确：受检测原理和观测方法影响，该设备误差进行镜片中心的检测与标记。以眼镜镜片为例：在验光和试镜过程中，已经确定好眼镜度数(焦距的倒数(单位为m)*100)，实际佩戴的镜片由于度数不准确、散光轴向及度数误差大、镜片中心未调整好，非常容易造成佩戴不适，从而造成人眼度数的增加和持续恶化。

因此，在光学镜片检测领域，更需要高精度高稳定性的检测设备进行检测。

发明内容

本申请的目的在于：针对现有技术检测的精度低、柱镜检测及中心检测误差大的课题，本发明提出了一种镜片焦距检测方法及装置，基于机器视觉的多点式检测技术，基于多点的检测，并通过求取均值的方法，可以大幅提高检测精度，并且精确的对柱镜及镜片中心进行测量，有效地解决上述问题。

本发明提供了一种镜片焦距检测方法，将标准显示屏幕、图像采集器的中心在同一轴线上且固定，待测镜片通过安装架安装到标准显示屏和图像采集器之间，且中心与轴线保持一致；控制器通过线缆与标准显示屏幕、图像采集器及显示设备连接。

通过控制器控制标准显示屏幕进行逐点、特定形状或条纹图像进行点亮，点亮当前的屏幕坐标为(Xscreen，Yscreen)。

已知显示屏的分辨率和像素点距，被点亮的像素(Xscreen，Yscreen)的矢高dscreen可通过以下公式确定：

dscreen＝sqrt((Xscreen-screenres1/2)*(Xscreen-screenres1/2)-(Yscreen-screenres2/2)*(Yscreen-screenres2/2))*screenpixel；

图像采集器正对待测镜片，透过待测镜片观测标准显示屏幕的点亮像素点位置；控制器控制图像采集器进行图像的采集，在标准显示屏幕上被点亮的像素点通过待测镜片和镜头被投射到采集芯片上，采集芯片上也存在一对应的点，其坐标参考为(Xccd，Yccd)。