[發明專利]基于泰伯效應的多焦點鏡片焦度檢測系統

無效

• 申請號: 201310072422.5
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103115753A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 張學典;侯英龍;董世琨;常敏
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種鏡片焦度測試技術，特別涉及一種基于泰伯效應的莫爾條紋畸變技術的多焦點鏡片焦度檢測系統。

背景技術

目前，多焦點鏡片已經逐漸進入人們的生活，作為一種新技術，解決了遠、中、近距離的視覺矯正，視覺成像更為完整和清晰，增加了舒適度。但是多焦點鏡片的焦度測量卻一直沒有很好的辦法，原有的單光鏡的焦度測量設備只能進行一個點的測量，測量多焦點鏡片需要多次測量而且需要較好的測量經驗和操作技巧。而現有的哈特曼法測量條件比較苛刻，處理起來計算量大；傅立葉濾波法需要針對不同的眼鏡需要選擇不同的光學元器件，很不方便。所以需要新的測試方法方便準確的進行多焦點鏡片的測量。

發明內容

本發明是針對測量多焦點鏡片存在的問題，提出了一種基于泰伯效應的多焦點鏡片焦度檢測系統，基于泰伯效應的莫爾條紋畸變技術，光線經過鏡片時，鏡片不同的焦度使光線產生相位差，從而產生對應的畸變莫爾條紋，然后通過對莫爾條紋的處理得到被測鏡片的焦度信息參數，實現多焦點鏡片的測量。

本發明的技術方案為：一種基于泰伯效應的多焦點鏡片焦度檢測系統，激光器發出激光光源經空間濾波器和準直透鏡擴束準直形成平行光，通過多焦點待測鏡片后再依次通過兩片有夾角的主朗奇光柵和輔助朗奇光柵，在接收屏上得到含有被測鏡片焦度信息的畸變莫爾條紋，PC機對接收屏上所得進行圖像處理和計算，得到被測鏡片焦度信息并且輸出。

所述激光器采用532nm高穩態半導體激光器為光源。

所述兩片有夾角的主朗奇光柵和輔助朗奇光柵之間的距離由泰伯距離公式：???????????????????????????????????????????????計算得到，k為泰伯級數，p為光柵周期，為光源波長。所述兩片有夾角的主朗奇光柵和輔助朗奇光柵之間的距離選擇一階泰伯距離，即k=1，且光柵周期取p=0.15mm。

所述兩片有夾角的主朗奇光柵和輔助朗奇光柵之間夾角選擇3°。

本發明的有益效果在于：本發明基于泰伯效應的多焦點鏡片焦度檢測系統，可以實現多焦點鏡片的一次性測量；通過圖像采集卡對原始圖像進行采集，實現計算機的實時處理，可以自動算出鏡片的焦度信息，提高了效率；本系統的光路搭建比較簡單，提高了系統的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明基于泰伯效應的多焦點鏡片焦度檢測系統結構示意圖；

圖2為本發明泰伯效應示意圖；

圖3為本發明基于泰伯效應的多焦點鏡片焦度檢測系統使用原理圖；

圖4為本發明兩片朗奇光柵結構示意圖；

圖5為本發明基于泰伯效應的多焦點鏡片焦度檢測系統中軟件流程圖。

具體實施方式

如圖1所示基于泰伯效應的多焦點鏡片焦度檢測系統結構示意圖，激光器發出激光光源1經空間濾波器2和準直透鏡3擴束準直形成平行光，通過多焦點待測鏡片4后在依次通過兩片有夾角的主朗奇光柵5和輔助朗奇光柵6，在CCD接收屏7上得到含有被測鏡片焦度信息的畸變莫爾條紋，通過PC機8進行圖像處理和計算，得到被測鏡片焦度信息并且輸出。

采用532nm高穩態半導體激光器為光源，人眼對該波長的光最為敏感，從而采用該波長的光源對多焦點鏡片的測量更為準確有效。采用空間濾波器2和準直透鏡3進行擴束，形成的平行相干光線經過被檢測的多焦點待測鏡片4，由于鏡片的焦度不同，對光線的相位變化產生不同的影響，然后依次經過兩片有指定角度差3°的朗奇光柵5、6，兩片朗奇光柵間的距離由泰伯效應原理計算得到，在之后接收屏7上的會得到畸變的莫爾條紋，畸變的條紋和無待測鏡片的區別是莫爾條紋傾角的變化，通過PC機8對CCD接收屏7上的圖像進行處理，經過均值濾波、中值濾波、直方圖均衡、閾值分割、圖像細化、圖像二值化，然后用最小二值法求出莫爾條紋傾角，根據傾角角度和焦度的關系得到焦度，然后再在PC機8上進行顯示輸出。

圖2為泰伯效應示意圖，泰伯效應則是一種無透鏡的自成像現象。平行光經過周期光柵，由于衍射和干涉在其后的泰伯距離上成條紋像，k為泰伯級數，p為光柵周期，為光源波長，距離不同可形成多個周期性的條紋。可以看到光柵常數越大泰伯距離也越大，即成的像也越遠，它是一種特殊的衍射現象。本發明選擇一階泰伯距離，即k=1，且光柵周期取p=0.15mm。