[發明專利]眼鏡架尺寸自動測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201711325559.1
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107883877A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 李鳳霞;張瑞鋒;劉繼義;滿曼
• 申請（專利權）人: 山東省計量科學研究院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/14
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 張貴賓

技術領域

本發明涉及計量領域，特別涉及一種眼鏡架尺寸自動測量裝置及方法。

背景技術

眼鏡架是眼鏡的重要組成部分，主要起到支撐眼鏡片的作用。一副好的鏡架應該穩定、安全、可靠、結實、美觀。如果眼鏡架的片間距離不準，可能會造成“瞳距不準”，長期佩戴易造成頭暈和視疲勞等癥狀。鏡腿長度不合適，會使戴鏡者感到不舒服，或者自行脫落，或對耳褶皺部分產生壓力。

目前眼鏡架的尺寸測量執行國家標準GB/T 14214-2003《眼鏡架通用要求和試驗方法》與國際標準 ISO 12870:1977《眼科光學——眼鏡架 通用要求和試驗方法》尺寸測量方法相同。其測量方法為：

1、水平鏡片尺寸、片間距離、幾何中心距

如圖1所示；水平鏡片尺寸用分度值0.02mm的游標卡尺，通過目測大致選取鏡片兩端的最大距離處，在附近多次測量找到距離最大點讀數，用多次測量來減小測量誤差。片間距離用分度值0.02mm的游標卡尺，通過目測大致選取鏡片間的最小距離處，在附近多次測量找到距離最小點讀數，用多次測量來減小測量誤差。幾何中心距等于水平鏡片尺寸加片間距離。

2、鏡腿相關尺寸

包括鏡腿長度、高溫尺寸穩定性中兩鏡腿端點之間的距離、耐疲勞試驗中兩鏡腿測量點之間的距離。

鏡腿長度是鏡腿中心線在螺紋軸與鏡腿末端交點之間的距離（如圖2所示，圖中，1為螺紋軸；2為中面；3為鏡腿中心線）。先用記號筆在鏡腿拐點處點點，然后用分度值0.5mm的鋼直尺分段測量后，將l1和l2相加。

高溫尺寸穩定性，需求加熱前兩鏡腿端點之間的距離與熱后兩鏡腿端點之間的距離差值。用鋼直尺測量。測量兩鏡腿端點之間的距離時，由于鏡腿端點不好找，為保證測量基準點一直，便將兩鏡腿下方沾上紅墨汁，在白紙上打點，然后用分度值0.5mm的鋼直尺進行測量。

耐疲勞試驗中，需在把試樣裝到試驗裝置上之前，先定好夾持點及測量點，要使鏡腿的夾持點位于距鉸鏈中心的距離等于鏡腿全長的70%±1mm，而測量點位于夾持點向鉸鏈中心移15mm±1mm(卷簧架的夾持點位于卷簧與硬邊的交接點向內移3mm±1mm處，測量點位于夾持點向鉸鏈內移10mm±1mm)。目前夾持點和測量點均用鋼直尺測量后，用記號筆點點，耐疲勞試驗前在預定測量點上測量腿間距離d1，試驗后在測量點測量腿間距離d2，計算d1與d2的差值為永久變形量。

現有方法存在的問題為：

1、GB/T 14214-2003規定水平鏡片尺寸、片間距離、幾何中心距的允許誤差±0.5mm。使用精度優于0.1mm的線性測量器具進行測量。但并未規定具體的測量方法，由于眼鏡架鏡片的形狀不規則，有的左右鏡片不在一個平面上，所以方框法的四條切線邊不容易繪制，導致方框法水平鏡片尺寸、片間距離、方框法中心距測量點確定不準確，盡管使用分度值為0.02mm的游標卡尺，但測量結果的不確定度遠遠達不到0.1m。

2、鏡腿長度的允許誤差為±2.0mm，高溫尺寸穩定性不超出+6mm或-12mm，耐疲勞永久變形量不大于5mm，用分度值0.5mm的鋼直尺測量。眼鏡架的鏡腿形狀不規則，鏡腿端點、測量點等不好找，且不容易固定，易變形，導致中心線、鏡腿端點、測量點等標注不準確，最終測量結果的不確定遠遠大于0.5mm。

3、人工測量操作過程復雜：按照標準上的定義和測量方法，需要人工進行投影畫框、白紙上打點、標注各測量點，且不易操作、耗費時間長，難以保證測量結果間的一致性。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，解決現有技術中國家標準未明確可達到要求精度的測量方法、測量結果主觀性強、誤差大、測量效率低的問題，本發明提供了一種眼鏡架尺寸自動測量裝置及方法。

本發明的技術方案為：

一種眼鏡架尺寸自動測量裝置，包括樣品室，所述樣品室內設有樣品臺，所述樣品臺下部通過轉軸連接驅動電機；所述樣品臺臺面上設有用于對測量數據進行修正的十字自校標尺；所述樣品室內還設有照明系統和圖像采集系統；所述圖像采集系統通信連接圖像處理終端，所述圖像處理終端通信連接眼鏡架數據庫服務器以及數據處理終端。

作為優選方案，所述圖像處理終端對采集的眼鏡架圖像和標尺圖像進行灰度化及圖像格式轉換、平滑、銳化和二值化處理，與特征庫比對進行 鏡框、螺紋軸、鏡腿各測量部位的識別，對十字標尺的分度進行處理和識別；所述數據處理終端對圖像處理終端輸出的各測量點坐標，用十字標尺的坐標值進行實時修正，并剔除異常值，得到各參數的校正尺寸。

作為優選方案，所述圖像采集系統為攝像頭。