數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，包括：偏振主光路系統(tǒng)，偏振主光路包括：依次設(shè)置的第一發(fā)光裝置、第一圓偏振片、第二圓偏振片、成像透鏡、成像感光元件以及和所述成像感光元件連接的計算機(jī)；還包括對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)。對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)有：第二發(fā)光裝置、第一圓偏振片第二圓偏振片、成像透鏡、成像感光元件；第二發(fā)光裝置發(fā)出的光經(jīng)第一圓偏振片表面反射后，穿過第二圓偏振片，經(jīng)成像透鏡會聚后在成像感光元件上成像，并通過計算機(jī)顯示所述第二發(fā)光裝置的圖像。本發(fā)明在進(jìn)行鏡片應(yīng)力測試時，能準(zhǔn)確的將鏡片的主光軸校正到和儀器光路系統(tǒng)的光軸重合，提高了鏡片應(yīng)力測試的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。
【專利說明】數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上眼鏡鏡片多采用樹脂鏡片等材料制成，基本取代了原有的水晶材料制成的眼鏡。原因是水晶存在光的雙折射效應(yīng)，而樹脂材料本身無這種光的雙折射效應(yīng)。而水晶鏡片的雙折射效應(yīng)將影響鏡片的成像質(zhì)量，除非佩戴眼鏡者只以某一特定角度使用水晶眼鏡，但偏離該特定角度時，水晶便產(chǎn)生光的雙折射效應(yīng)。樹脂材料本身無光的雙折射效應(yīng)，但該材料在內(nèi)部應(yīng)力或者外部應(yīng)力的作用下，使得材料本身結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致雙折射現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此，檢測樹脂鏡片在原片、割邊后以及裝配后的三種狀態(tài)下的應(yīng)力就顯得尤其重要。在現(xiàn)有技術(shù)中，大部分的數(shù)字應(yīng)力測試儀均利用線偏振原理檢測鏡片，其檢測的重復(fù)性不好，不具有旋轉(zhuǎn)不變性，也就是說，當(dāng)旋轉(zhuǎn)鏡片時，鏡片上的某一點的檢測結(jié)果會發(fā)生變化，因此該點的檢測結(jié)果很難統(tǒng)一；同時，現(xiàn)有的眼鏡應(yīng)力測試多為定性測量，無法對眼鏡應(yīng)力進(jìn)行定量分析，并且功能欠缺，無法實現(xiàn)更完善的測量分析的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其目的在于解決鏡片應(yīng)力檢測過程中鏡片的光心和測試儀系統(tǒng)的主光軸校準(zhǔn)不容易重合的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的:
[0005]數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，包括:偏振主光路系統(tǒng)，所述偏振主光路包括:依次設(shè)置的第一發(fā)光裝置、第一圓偏振片、第二圓偏振片、成像透鏡、成像感光元件以及和所述成像感光元件連接的計算機(jī)；還包括對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)；所述對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)包括:設(shè)置在所述第二圓偏振片外側(cè)的第二發(fā)光裝置以及和所述主光路系統(tǒng)共用的所述第一圓偏振片、所述第二圓偏振片、所述成像透鏡和所述成像感光元件；所述第二發(fā)光裝置發(fā)出的光經(jīng)所述第一圓偏振片表面反射后，穿過第二圓偏振片，經(jīng)所述成像透鏡會聚后在所述成像感光元件上成像，并通過所述計算機(jī)顯示所述第二發(fā)光裝置的圖像；所述第二發(fā)光裝置發(fā)出的光用于校準(zhǔn)放置鏡片的光軸和所述眼鏡應(yīng)力測試儀的光軸并使這兩個光軸重合。
[0006]進(jìn)一步地:所述第一發(fā)光裝置發(fā)出的光通過第一圓偏振片后變?yōu)閳A偏振光；所述圓偏振光經(jīng)過設(shè)置在所述第一圓偏振片和所述第二圓偏振片之間的的鏡片后，攜帶所述鏡片的偏振信息，變?yōu)榉菆A偏振光；所述非圓偏振光經(jīng)過所述的第二圓偏振片及成像透鏡后照射到所述成像感光元件上，所述成像感光元件將所述偏振信息的圖像傳輸給所述計算機(jī)，所述計算機(jī)將所述圖像經(jīng)過量化處理分析顯示所述鏡片的應(yīng)力分布圖。
[0007]進(jìn)一步地:所述第二發(fā)光裝置包括若干發(fā)光單元，所述若干發(fā)光單元同心均勻設(shè)置在所述第二圓偏振片的外圍；每一發(fā)光單元均包括依次設(shè)置的LED光源、小孔光闌、聚光透鏡和聚光光闌。
[0008]進(jìn)一步地:在所述數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀上端部還設(shè)置有阻擋雜散光進(jìn)入的遮光頂板。
[0009]進(jìn)一步地:還包括放置所述鏡片、經(jīng)發(fā)黑消光處理的載物平臺，所述載物平臺包裹在所述第一發(fā)光裝置和所述第一圓偏振片的外側(cè)。
[0010]進(jìn)一步地:還包括鏡片壓持機(jī)構(gòu)，所述鏡片壓持機(jī)構(gòu)包括處于同一高度的同規(guī)格的若干壓腳，每一個，壓腳上端通過一水平支梁共同連接在一水平固定塊上，所述水平固定塊上端通過一豎桿和一平板活動連接，所述平板和一豎板連接，所述豎板的下端固定在所述載物平臺上；所述豎桿套設(shè)有彈簧；所述水平固定塊端部通過一滑軌導(dǎo)塊連接在一導(dǎo)軌上，帶動所述若干壓腳上下運動。
[0011]進(jìn)一步地:所述若干壓腳在同一水平面內(nèi)沿同一圓周均布設(shè)置，所述壓腳下端套設(shè)有橡膠套。
[0012]進(jìn)一步地:所述壓腳為圓桿狀，其下端部設(shè)置有圓角。
[0013]進(jìn)一步地:所述第一發(fā)光裝置為均勻面光源。
[0014]進(jìn)一步地:所述鏡片為原片、割邊后的鏡片以及裝配后的鏡片中的任意一種。
[0015]本發(fā)明的有益效果:由于本技術(shù)方案在主偏振光路中增加了對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)，鏡片無論是原片、割邊后的鏡片還是裝配后的鏡片，即使不是圓對稱的形狀，當(dāng)放置鏡片后，也能將鏡片的光軸和數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀的主光軸校準(zhǔn)重合，從而保證了鏡片的光心多次放置在檢測平臺后都能和應(yīng)力測試儀的系統(tǒng)的光心的位置重合，進(jìn)而保證了鏡片的同一點在旋轉(zhuǎn)后其應(yīng)力檢測結(jié)果的不變性；最后，成像感光元件和計算機(jī)相連，將鏡片的偏振信息的圖像顯示在顯示器上，經(jīng)過軟件的量化分析，具體測出鏡片在不同區(qū)域的應(yīng)力分布情況并顯示出應(yīng)力分布圖，從而具體量化眼鏡應(yīng)力的測量結(jié)果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖:
[0017]圖2為圖1中的第二發(fā)光裝置的放大圖；
[0018]圖3為圖2中第二發(fā)光裝置的俯視圖；
[0019]圖4為圖1中鏡片壓持機(jī)構(gòu)的詳圖；
[0020]圖5為圖4的俯視圖；
[0021]圖6為未插入待檢測鏡片時第二發(fā)光裝置在顯示器上的成像示意圖；
[0022]圖7為插入待檢測鏡片時第二發(fā)光裝置在顯示器上的成像示意圖；
[0023]圖8為設(shè)置遮光板后遮光板能擋住的雜散光的臨界光路示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]參考圖1，圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，包括偏振主光路系統(tǒng)和對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)。偏振主光路系統(tǒng)包括依次設(shè)置的第一發(fā)光裝置1，在其上依次設(shè)置有第一圓偏振片3，第二圓偏振片21,成像透鏡4,成像感光元件5。成像感光元件5連接計算機(jī)10 (圖6,圖7)，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光裝置I發(fā)出的光經(jīng)過第一圓偏振片3的時候，變?yōu)閳A偏振光。此時，將鏡片9放置在第一圓偏振片3和第二圓偏振片21之間的載物臺平板7上，圓偏振光攜帶鏡片9的應(yīng)力產(chǎn)生的偏振信息，變成了非圓偏振光。該非圓偏振光透過第二圓偏振片21 (見圖2)，再經(jīng)過成像透鏡4透射后，在成像感光元件5上將鏡片9的應(yīng)力產(chǎn)生的偏振信息成像。由于成像感光元件5和計算機(jī)10 (見圖6，圖7)連接，因此計算機(jī)能夠利用軟件將該偏振信息的圖像處理后得出鏡片9的應(yīng)力分布圖。
[0026]對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)包括:第二發(fā)光裝置2、第一圓偏振片3、第二圓偏振片21、成像透鏡4和成像感光元件5。第二發(fā)光裝置2發(fā)出的光經(jīng)過第一圓偏振片3表面反射后再經(jīng)過第二圓偏振片21被成像透鏡4透射并照射到成像感光元件5上并成像。前面已經(jīng)說過，成像感光元件5和計算機(jī)10連接，因此計算機(jī)10能夠顯示第二發(fā)光裝置2的圖像。
[0027]在本實施例中，第二發(fā)光裝置2是由多個發(fā)光單元構(gòu)成，所述的多個發(fā)光裝置同心均勻設(shè)置在第二圓偏振片21的外側(cè)，因此，該多個發(fā)光單元在計算機(jī)上均勻成像并且也是成均勻的圓周分布。每一個發(fā)光單元均包括LED光源、小孔光源、聚光透鏡和聚光光闌。
[0028]進(jìn)一步地，圖中畫出6個LED光源，這6個LED光源在水平面上投影如圖3所示。在圖3上中，這6個LED光源201a?201f均勻分布在同一平面的同一圓周上。而與這6個LED光源位置——對應(yīng)的是依次設(shè)置在6個LED光源201a?201f下面的6個小孔光闌202a?202f、6個聚光透鏡203a?203f、6個聚光光闌204a?204f。具體的，在未放置鏡片9的時候，其中一個LED光源201a發(fā)出的光經(jīng)過與之對應(yīng)的小孔光闌202a后經(jīng)聚光透鏡203a透射后，再經(jīng)過聚光光闌204a后通過經(jīng)過第一圓偏振片3反射，再通過第二圓偏振片21經(jīng)成像感光元件5成像，最后在計算機(jī)10上顯示圖像為201a’(見圖6)。同樣的，其余5個LED光源(201b?201f)在計算機(jī)10上顯示圖像為201b’?201f，(見圖6)，這6個圖像201b’?201f”均勻分布在第一圓心O的圓周上(見圖6)。
[0029]當(dāng)插入鏡片9后，6個LED光源201a?2 Olf在計算機(jī)10上顯示的圖像見圖7中的201a”?201f”。此時，圖像201a”?201f”均勻分布在第二圓心O'的圓周上.[0030]因鏡片9可以是眼鏡原片、割邊后的眼鏡片及裝配后的眼鏡片三者中的一種，其中除了眼鏡原片外，割邊后及裝配后的鏡片多為非圓對稱的形狀，放置于載物臺平板7(見圖1)上時，它的光軸與數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀系統(tǒng)的光軸往往無法重合。添加這路對準(zhǔn)輔助光路后，測試人員觀察計算機(jī)10上6個LED光源的圖像201a〃?201f'，調(diào)整鏡片9的角度及方位，將第二圓心O調(diào)節(jié)到與第一圓心O重合，此時鏡片9的光軸與數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀系統(tǒng)的光軸重合。
[0031]將第一圓心O和第二圓心O重合的意義在于:若鏡片9的光心未調(diào)至特定位置，在進(jìn)行多次測量時，鏡片9位于成像區(qū)域的不同位置，則它的同一點在光通過它的同一點所走的路徑不同。由鏡片9應(yīng)力引起的雙折射原理知，圓偏振光，經(jīng)雙折射介質(zhì)，所經(jīng)過光程不同，偏振度改變也不同，經(jīng)鏡片9出光后，入射到第二圓偏振片21的偏振態(tài)也不同，這樣會影響鏡片9應(yīng)力分布情況的測量。若要對比鏡片9從原片進(jìn)行割邊，再裝配到鏡架上，要比較這一加工過程中，是否損壞眼鏡片，即引入不必要的應(yīng)力時，更需要對眼鏡片中心及鏡片主光軸進(jìn)行定位。因而有必要添加上述光路來實現(xiàn)這個需求。
[0032]在本實施例中，6個小孔光闌202a?202f對6個LED光源201a?20 If發(fā)出的光的作用在于:只能讓6個LED光源201a?201f發(fā)出的平行或者接近于平行于各自的光軸的光通過；6個聚光光闌204a?204f對6個聚光透鏡203a?203f出光的光束直徑起到限制的作用。在具體實施中，LED光源以及與之一一對應(yīng)的小孔光闌、聚光透鏡和聚光光闌的個數(shù)可以根據(jù)需要做適當(dāng)?shù)脑鰷p。
[0033]為了方便鏡片9的更換檢測，數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀系統(tǒng)采用開式結(jié)構(gòu)，即鏡片9置于可以方便取出或者放入的外露的平臺上。但在具體操作時，由于放置鏡片9的載物平臺7(見圖1和圖8)沒有遮蓋，外界環(huán)境光會引入雜散光，影響它的應(yīng)力分布的測量結(jié)果。將載物平臺7進(jìn)行發(fā)黑消光處理后，該系統(tǒng)引入的雜散光主要是隨著第一圓偏振片3反射再進(jìn)入偏振主光路系統(tǒng)。因此在本儀器的上端部設(shè)置遮光頂板8 (見圖1和圖8)，不僅能保持?jǐn)?shù)字式眼鏡應(yīng)力測試系統(tǒng)的開式結(jié)構(gòu)，而且起到很好的擋住雜散光的作用。
[0034]遮光頂板8擋住雜散光的原理如圖8所示，環(huán)境光若要經(jīng)第一圓偏振片3反射進(jìn)入偏振主光路系統(tǒng)，其最邊緣光束如圖8中RS或者LM光線所示，經(jīng)第一圓偏振片3反射為ST及MN光束，這光束表示能進(jìn)入偏振主光路系統(tǒng)的最外圍的臨界光束。由圖8分析可以知道，遮光頂板8能遮住這兩光束，因此整個遮光頂板8能擋住絕大多數(shù)的雜散光。在本實施例中，載物平臺7包裹在第一發(fā)光裝置I和第一圓偏振片3的外側(cè)，且第一發(fā)光裝置I設(shè)置在第一圓偏振片的下端。
[0035]參考圖1、圖4和圖5，為了將放置在載物平臺7上的經(jīng)過光心校準(zhǔn)后的鏡片9定位，還設(shè)置了鏡片壓持機(jī)構(gòu)6。鏡片壓持機(jī)構(gòu)6包括若干壓腳,這些若干壓腳均布壓持在鏡片9的上表面，使鏡片9固定在載物平臺7上。由于這些若干壓腳與鏡片9接觸產(chǎn)生的壓力很小，可以忽略不計，因此這對鏡片應(yīng)力檢測結(jié)果沒有影響。本實施例中列舉了壓腳個數(shù)為3個的情況。在本實施例中，鏡片9為圓形,第一壓腳601a、第二壓腳601b、第三壓腳601c均勻分布并壓持在鏡片9的上表面。每一個壓腳的上端通過一水平支梁共同連接在一水平固定塊的一側(cè)邊。具體而言，第一壓腳601a上端通過第一水平支梁602a連接在水平固定塊603的一側(cè)，第二壓腳601b上端通過第二水平支梁602b連接在水平固定塊603上，第三壓腳601c上端通過第三水平支梁602c連接在水平固定塊603上。水平固定塊603的上端部固定有一豎桿604，豎桿604穿設(shè)在平板605上，平板605的一側(cè)固定在一豎板609的上端，豎板609的下端固定在載物平臺7上。水平固定塊603通過滑軌導(dǎo)塊607連接在導(dǎo)軌608上,導(dǎo)軌608則豎直設(shè)置在豎板609的內(nèi)側(cè)。在豎桿604的外圓周上套設(shè)有彈簧606。彈簧606保證了這3個壓腳的底端和鏡片9的上表面適當(dāng)?shù)慕佑|壓力?；墝?dǎo)塊607連接在導(dǎo)軌608上保證了 3個壓腳可以上下移動。為保證3個壓腳的下端部在同一個水平面上，則3個壓腳的尺寸規(guī)格需保持一致。另外，為了防止3個壓腳的底端在接觸鏡片9上表面時會對其上表面產(chǎn)生劃痕，需要在壓腳的底端套設(shè)橡膠套，見6011a，6011b。另外一個壓腳的橡膠套因視圖原因未顯示出來。為盡量減少壓腳的底端和鏡片9上表面的接觸壓力，每一個壓腳的底端都倒成圓角，減少接觸面積。
[0036]在本實施例中，第一發(fā)光裝置I為均勻面光源，使整個數(shù)字應(yīng)力檢測儀的成像質(zhì)
量更高。
[0037]本發(fā)明所述的應(yīng)力數(shù)字應(yīng)力檢測儀，不僅可以測試樹脂鏡片的應(yīng)力，還可以測試玻璃或者其他材質(zhì)構(gòu)成的鏡片的應(yīng)力。同時，鏡片可以為原片、割邊后的鏡片以及裝配后的鏡片；鏡片的形狀可以為規(guī)則的幾何形狀，也可以為不規(guī)則的眼鏡形狀。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，包括:偏振主光路系統(tǒng)，所述偏振主光路包括:依次設(shè)置的第一發(fā)光裝置、第一圓偏振片、第二圓偏振片、成像透鏡、成像感光元件以及和所述成像感光元件連接的計算機(jī)；其特征在于，還包括對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)；所述對準(zhǔn)輔助光路系統(tǒng)包括:設(shè)置在所述第二圓偏振片外側(cè)的第二發(fā)光裝置以及和所述主光路系統(tǒng)共用的所述第一圓偏振片、所述第二圓偏振片、所述成像透鏡和所述成像感光元件；所述第二發(fā)光裝置發(fā)出的光經(jīng)所述第一圓偏振片表面反射后，穿過第二圓偏振片，經(jīng)所述成像透鏡會聚后在所述成像感光元件上成像，并通過所述計算機(jī)顯示所述第二發(fā)光裝置的圖像；所述第二發(fā)光裝置發(fā)出的光用于校準(zhǔn)放置鏡片的光軸和所述眼鏡應(yīng)力測試儀的光軸并使這兩個光軸重合。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:所述第一發(fā)光裝置發(fā)出的光通過第一圓偏振片后變?yōu)閳A偏振光；所述圓偏振光經(jīng)過設(shè)置在所述第一圓偏振片和所述第二圓偏振片之間的的鏡片后，攜帶所述鏡片的偏振信息，變?yōu)榉菆A偏振光；所述非圓偏振光經(jīng)過所述的第二圓偏振片及成像透鏡后照射到所述成像感光元件上，所述成像感光元件將所述偏振信息的圖像傳輸給所述計算機(jī)，所述計算機(jī)將所述圖像經(jīng)過量化處理分析顯示所述鏡片的應(yīng)力分布圖。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:所述第二發(fā)光裝置包括若干發(fā)光單元，所述若干發(fā)光單元同心均勻設(shè)置在所述第二圓偏振片的外圍；每一發(fā)光單兀均包括依次設(shè)置的LED光源、小孔光闌、聚光透鏡和聚光光闌。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:在所述數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀上端部還設(shè)置有阻擋雜散光進(jìn)入的遮光頂板。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:還包括放置所述鏡片、經(jīng)發(fā)黑消光處理的載物平臺，所述載物平臺包裹在所述第一發(fā)光裝置和所述第一圓偏振片的外側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:還包括鏡片壓持機(jī)構(gòu)，所述鏡片壓持機(jī)構(gòu)包括處于同一高度的同規(guī)格的若干壓腳，每一個，壓腳上端通過一水平支梁共同連接在一水平固定塊上，所述水平固定塊上端通過一豎桿和一平板活動連接，所述平板和一豎板連接，所述豎板的下端固定在所述載物平臺上；所述豎桿套設(shè)有彈簧；所述水平固定塊端部通過一滑軌導(dǎo)塊連接在一導(dǎo)軌上，帶動所述若干壓腳上下運動。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:所述若干壓腳在同一水平面內(nèi)沿同一圓周均布設(shè)置，所述壓腳下端套設(shè)有橡膠套。
8.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:所述壓腳為圓桿狀，其下端部設(shè)置有圓角。
9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:所述第一發(fā)光裝置為均勻面光源。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的數(shù)字式眼鏡應(yīng)力測試儀，其特征在于:所述鏡片為原片、割邊后的鏡片以及裝配后的鏡片中的任意一種。
【文檔編號】G01L1/24GK103968977SQ201310392517
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】蔡守東, 郭曙光, 代祥松, 唐必亮, 廖淵 申請人:深圳市斯?fàn)栴D科技有限公司