[發明專利]用于測量表面形貌的設備和方法以及校準方法

有效

• 申請號: 202010494176.2
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN111595269B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: L.奧姆洛爾;C.格拉澤納普
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司股份公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G01B21/04;G03B3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;劉春元

用于測量表面形貌的設備和方法以及校準方法。本發明涉及用于測量物體（12）的光學有效面（18）的形貌和/或梯度和/或曲率的方法和設備（10）。該設備（10）能夠實現以能夠貼靠在該物體（12）上的接觸部（17）將該物體（12）安排在接收范圍（14）內。在該設備（10）中具有提供光的多個點光源（20），該光被反射到安排在該接收范圍（14）內的物體的待測量的面（18）上。該設備（10）具有至少一個相機（34），該相機具有物鏡組件（40）和圖像傳感器（46）用于采集亮度分布，該亮度分布在圖像傳感器（46）上由點光源（20）的反射到該待測量的面（18）上的光引起。

本申請是申請日為2017年4月7日、申請號為 201780035577.8、國際申請號為PCT/EP2017/058412、發明名稱為“用于測量表面形貌的設備和方法以及校準方法”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于測量物體、尤其眼鏡鏡片的光學有效面的形貌和/或梯度和/或曲率的方法和設備。此外，本發明涉及一種用于校準用于測量物體的光學有效面的形貌和/或梯度和/或曲率的設備的方法。

背景技術

US 4,998,819公開了一種用于測量物體的形貌的設備，在其中借助大量安排在球表面區段的內側上的發光二極管在物體的表面產生反射，這些反射通過光電探測器進行采集然后進行評估。

用于測量構成為眼鏡鏡片的物體的光學有效面的形貌和/或梯度和/或曲率的設備例如在DE 10 2013 208 091 A1和DE 10 2013 219 838 A1中進行了描述。為算出物體的空間結構，將其安排在夾持裝置中。然后由大量點光源提供光，光反射到物體的光學有效面上。在用于測量形貌和/或梯度和/或曲率的設備中，通過相機采集由點光源的光引起的亮度分布并且借助計算機程序進行評估。該計算機程序針對每個借助相機采集的、物體表面上的點的光束和點光源的已知位置計算在該點上的表面法線并且由此通過積分和插補然后計算光學有效面的所需要的形貌。

從DE 10 2011 010 252 A1中已知一種具有可移動的圖像傳感器的相機，該圖像傳感器能夠在相機的光軸的方向上移位。

US 2006/0017720 A1公布了一種用于測量光漫散射到的表面的系統，其方式為借助掃描儀用光束掃描該表面，這些光束在該表面上產生模型，然后通過相機對該模型進行采集。通過評估模型的由待測量的表面形成的形狀以及掃描儀與相機之間的相對位置，然后系統就能夠給出待測量的表面所需要的走向。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種設備和一種方法，用于以小的相對誤差精確地局部測量物體的光學有效面的形貌和/或梯度和/或曲率，例如以僅在百分比范圍內的或更小的相對誤差。

尤其，本發明的目的在于，給出一種設備和一種方法，用于以至少10^-2 dpt的絕對精度測量光學有效面的局部曲率走向。

此目的通過獨立權利要求中給出的用于測量物體、尤其眼鏡鏡片的光學有效面的形貌和/或梯度和/或曲率的方法和設備實現，并且通過獨立權利要求中給出的用于校準用于測量物體的光學有效面的形貌和/或梯度和/或曲率的設備的方法實現。

本發明的有利的實施方式在從屬權利要求中給出。

在本發明的范圍中，點光源應理解為這樣的光源，即其范圍如此小，即使得該光源從位于接收范圍內的點看出去基本上呈現點狀，也就是說，參考位于接收范圍內的一個點，該光源例如僅覆蓋住了尺寸Ω_P ≤ 0.5% sr或Ω_P ≤ 0.3% sr或Ω_P ≤ 0.1% sr或優選尺寸Ω_P ≤ 0.05% sr的立體角Ω_P。這樣的點光源能夠構成為發光二極管（LED），例如構成為所謂的SMD發光二極管。