[发明专利]镜片大口径自动扫描测量仪

说明书

技术领域：

本发明属于焦度仪(屈光度仪)类型的光电子自动化检测仪器的一种镜片大口径自动扫描测量仪。主要用于眼镜片(特别是变焦镜片)和隐形镜片的大口径范围中的光学中心、球面屈光度、柱面屈光度及轴向、棱镜度及底轴等光学性质的测量。具有实时和自动测量的功能，并能在显示屏上形象地显示两维数据分布及打印输出，还能用打印图案贴上被测镜片的方法实地显示。

背景技术：

已有技术中对眼镜片光学性质的测量主要采用两类屈光度议。第一类是光学顶点屈光度仪。第二类是全自动屈光度仪。这两类仪器只能对镜片的一个小区域测出该区域中心所代表的镜片的屈光度等光学性质，均存在不少缺点。

本发明专利申请人在中国专利ZL95111577.4中提供一种镜片大口径自动测量仪，它用扫描列阵光束发生器产生多单元细光束扫描被测镜片，用付里叶变换透镜产生折射光束的偏转角，用光电位置探测器转换偏转角度信号为电信号，输进图像处理器内运算，最后显示和打印两维分布。它解决了光学顶点屈光度仪和全自动屈光度仪的上述缺点，也特别适用于多焦镜片和变焦镜片的实时全口径测量。但是存在如下缺点：光学付里叶变换透镜的口径必须与被测镜片的口径相当，这使得光学系统的设计和制造复杂，光学系统及其仪器的几何尺寸庞大，重量大。

发明内容：

本发明的目的是为克服上述已有技术专利ZL95111577.4的“镜片大口径自动测量仪”存在的技术问题并同时保留其一步自动测量大口径镜片全部光学性质的优点，将能够大大缩小付里叶变换透镜及其整个光学系统的通光口径，继而通过扫描平台参考坐标点上的折射角数据可计算出与各照射点上有关的光学中心位置、球面屈光度、柱面屈光度及轴向、棱镜度及底轴的数值，一次扫描整个镜片就能求得整个测量口径上的全部光学性质的两维分布数值，用图象处理技术在显示屏上即可形象地显示出光学性质的两维分布，也可数字化给出测量结果，打印机输出的两维数据图附贴在镜片上也能实时地给出镜片的光学性质分布。

本发明的镜片大口径自动扫描测量仪，包括光学系统和电学系统。在光学系统中沿光路行进方向上从平行细光束照明器18开始，依次有置放被测镜片9的扫描载物平台8、滤光片10、付里叶变换透镜11、光点位置光电传感器12；电子系统有由光点位置传感器12输出电信号通过模数转换电路13进入图象处理器14，图象处理器14通过扫描驱动电路15连到扫描载物平台8上，图象处理器14还带有显示屏16和打印机17。

一、光学系统

在光学系统中，照射到扫描载物平台8上被测镜片9的光束是由平行细光束照明器18提供的直径为d_g的平行细光束。在平行细光束照明器18与扫描载物平台8之间，或者有整形光栏6，或者有列阵小孔板7，或者整形光栏6和列阵小孔板7两者都有。如图1所示。当平行细光束照明器18产生理想的光束直径d_g＝φ0.5～φ3mm的平行细光束时，上述的整形光栏6和列阵小孔板7两者都可以不用。

扫描载物平台8进行同一平面内的二维移动，移动方式有两种：连续平动或步进平动。当平行细光束照明器18与扫描载物平台8之间，有列阵小孔板7和整形光栏6时，列阵小孔板7上的小孔的位置相应按照扫描载物平台8的扫描轨迹排列。为保证测量精度，小孔的口径一般为圆形，尺寸相同，小孔直径d_x以d_x＝d_g＝φ0.5mm-φ3mm为宜，小孔之间的间隔b以b＝1mm-5mm为宜，平行细光束照明器18在整形光栏6上产生的光束直径d_g应大于或等于整形光栏6的直径d_e即d_g≥d_e，整形光栏6的直径d_e与列阵小孔板7上的小孔的口径d_x近似相同，即d_e≈d_x。为保证被测镜片9的大口径测量，扫描载物平台8相对中心的最大移动距离以15mm-30mm为宜。

扫描载物平台8采用正交方向移动方式时，列阵小孔板7的小孔采用方格形排列，其方向与移动方向平行。如图2所示。

光源1在时间上可以是连续输出光源，也可以是脉冲光源，在空间上可以是点光源，或者类点光源或者准直光源。平行细光束照明器18有二种结构，第一种为点光源或类点光源和扩束准直系统的组合，扩束准直系统可以是准直透镜，或者是转换透镜，或者是空间滤波小孔和准直透镜的组合。第二种光源1为直接产生平行细光束的激光器。