[發明專利]基于光學相干斷層掃描檢測漸進多焦點眼鏡片的方法及系統

無效

• 申請號: 201210175251.4
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102661855A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 張學典;常敏;王戈;潘麗娜
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01B11/24;G02C7/02
• 代理公司: 上海東創專利代理事務所(普通合伙) 31245
• 代理人: 寧芝華

技術領域

本發明涉及一種基于光學相干斷層掃描檢測多焦點眼鏡片的方法及系統，用于對漸進多焦點眼鏡片的光學特性參數和面形精度同時檢測。

背景技術

近5年來，隨著材料技術和加工設計水平的不斷提高和創新，“漸進多焦點眼鏡片”這一全新概念逐漸在眼鏡行業提出并成為現實，這種基于個性化思維設計和數字化制造技術加工而成的“漸進多焦點鏡片”已經顯現了逐步取代傳統產品、進而上升為主流產品的快速發展趨勢，數字化、智能化的漸進多焦點鏡片加工技術被業內稱為眼鏡行業的一次技術革命。德國、美國等先進國家已經陸續推出漸進多焦點鏡片的檢測技術和設備，我國眼鏡行業為了實現自身的快速轉型和升級換代，紛紛購買和引進相關設備。據不完全統計，在短短的一兩年間，我國境內的企業已經耗資近1.6個億，大量引進國外的漸進多焦點鏡片檢測設備。有關方面預測，這種基于個性化需求發展的智能化制造技術加工的鏡片將在未來幾年占據整個眼鏡市場的半壁江山。漸進多焦點鏡片技術和加工及檢測設備的快速推廣和發展，使我國眼鏡行業的發展和眼鏡鏡片的質量安全受到空前的挑戰。

目前主要有五種方法或原理可以用來測量漸進多焦點鏡片，分別是：改進型的焦度計（多點接收）、基于哈特曼原理的地圖法（Mapping）測量儀、基于莫爾干涉條紋原理的漸進多焦點分析儀、和基于波前技術（WAVE?FRONT）的傳感儀。目前這些方法存在檢測速度慢、檢測成本高或缺乏穩健性以及故障多等缺點。此外，依據這些原理，僅可以給出待測成品鏡片的光度值和柱鏡地形圖。從目前漸進多焦點鏡片的設計和加工方面，現代的光學計算軟件已經可以對鏡片表面幾乎每一點建立方程，進行大規模運算，找出最合適的鏡片表面曲率分布方式。結合高度精密的數控加工技術，可以對鏡片表面每一點進行精確的磨削和拋光，加工出針對處方（甚至包括個性化配鏡參數）完全優化的漸進多焦點。但是與漸進多焦點鏡片的設計和加工相比，目前的儀器對漸進多焦點眼鏡片的檢測還停留在只能提供漸進多焦點眼鏡片的光學參數信息，而無法提供漸進多焦點鏡片的面形精度信息。檢測漸進多焦點眼鏡片與設計是否相符，是對漸進多焦點眼鏡片進行質量檢測的關鍵環節，只有實現對漸進多焦點眼鏡片的面形精度和光學參數的同時檢測，才能對不同的漸進多焦點眼鏡片的質量給出全面的和合理的評價。

發明內容

本發明公開了一種基于光學相干斷層掃描檢測漸進多焦點眼鏡片的方法及系統，可以有效克服現有技術只能用來測量漸進多焦點眼鏡片的光學特性參數，而無法提供面形精度信息，且檢測速度慢、成本高、缺乏穩健性以及故障多等弊端。采用本發明的技術方案，在實現漸進多焦點眼鏡片的光學特性參數測量的同時，還能對漸進多焦點眼鏡片的面形誤差進行方便、快速和準確的檢測，達到對漸進多焦點眼鏡片的質量進行全面和合理評價的目的。

本發明所采用的技術方案是：

一種基于光學相干斷層掃描檢測漸進多焦點眼鏡片的方法，其特征在于：利用光學相干斷層掃描的方法，間接得到漸進多焦點眼鏡片的三維圖像，利用得到的三維圖像數據求出曲面各點的曲率半徑以及相應位置的鏡片厚度信息，再結合鏡片材料的折射率數值，計算得到漸進多焦點眼鏡片的光學性能參數；另一方面，根據獲得的三維圖像，可以對實際漸進多焦點鏡片的面形精度進行評價。具體實施步驟如下:

（1）掃描漸進多焦點眼鏡片的三維圖像的主要過程為：PC機對參考臂振鏡和樣品臂振鏡分別發出不同頻率的驅動三角波，數據采集卡在參考臂驅動信號的驅動下，以一定周期進行信號采集；在樣品臂上，探測器為光電二極管，通過光電二極管接收光信號轉化為電信號，然后經過電流放大器放大信號，再通過低噪聲前置放大器接入到數據采集卡，然后PC機處理信號；這樣在待測漸進多焦點眼鏡片的縱深方向得到一條掃描線，每條線由若干個點組成，每條掃描線都包含若干形狀相似的包絡線，每條包絡線代表待測漸進多焦點鏡片的一個平面；經過多次掃描，就可以復原漸進多焦點眼鏡片的三維圖像；

（2）根據得到的漸進多焦點眼鏡片的三維圖像，由PC機計算出各特征點的曲率半徑和所在位置的厚度，根據焦距求解公式求得屈光度參數，進而得到棱鏡度、柱鏡度所需光學特性參數信息；

（3）根據獲得的漸進多焦點眼鏡片的三維圖像，由曲面匹配算法計算漸進多焦點眼鏡片的面形精度，評定漸進多焦點的面形誤差。

所述的漸進多焦點眼鏡片三維圖像測量系統，采用雙光束差分測量，即參考臂信號作為測量基準，樣品臂為測量信號，對測得的兩組數據進行差分處理。