手持式鏡片面焦度測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，包括主控腔體和光學測量頭，所述的主控腔體包括數(shù)據(jù)與圖像的處理控制單元和顯示屏，主控腔體與光學測量頭固定連接在一起，所述的光學測量頭包括光源、棱鏡、透鏡、分束器、環(huán)形光闌、圖像傳感器和鏡片支架，所述的圖像傳感器、環(huán)形光闌和分束器依次從上往下分布在光學測量頭上。本發(fā)明基于光學反射法測量鏡片表面的面焦度，測量車房眼鏡鏡片時無需將鏡片下盤；采用單塊整體結(jié)構(gòu)的光學測量頭可大大縮小裝置體積，操作者只需要單手即可進行操作，同時光學測量頭的裝調(diào)在光膠或膠合時完成，不需要后續(xù)的裝調(diào)維護，省去了復雜的調(diào)整機構(gòu)，裝置的穩(wěn)定性和可靠性得以提高。
【專利說明】手持式鏡片面焦度測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鏡片面焦度測量裝置，尤其涉及一種手持式鏡片面焦度測量裝置。
技術(shù)背景
[0002]在目前的車房眼鏡鏡片生產(chǎn)流程中，服務器上的車房眼鏡鏡片設(shè)計軟件根據(jù)訂單的要求選擇合適基彎的半制片并計算出待加工表面的面形，待加工表面包括球面、柱面、非球面、超環(huán)面以及自由曲面等。
[0003]待加工的半制片首先通過上盤固定到小鐵支架上，然后將小鐵支架固定在銑磨機的工件軸上將待加工表面銑磨成所設(shè)計的面形，再將小鐵支架固定在拋光機的工件軸上拋光統(tǒng)磨后的表面，然后使用激光打標機在拋光后的表面上打上隱形標記，指明棱鏡參考點位置和柱鏡軸位基準方向。打標后的眼鏡鏡片通過下盤與小鐵支架分離，然后使用透射式焦度計測量所加工鏡片的透射焦度，包括球鏡度、柱鏡度和柱鏡軸位等參數(shù)，并與訂單要求進行比較。由于下盤后的眼鏡鏡片重新上盤后無法維持加工基準不變，當測得焦度超出訂單要求時，所加工的眼鏡鏡片無法進行面形修整而只能報廢，這大大增加了車房眼鏡鏡片的生產(chǎn)成本和加工周期。
[0004]上述的透射式焦度計只能測量鏡片的透射焦度，但透射焦度不僅受所加工表面影響，同時也受鏡片基彎面形質(zhì)量的影響，因此無法準確反映所加工表面的面形質(zhì)量，對于車房鏡片加工來說，保證所加工的表面面形與設(shè)計面形一致極為重要。現(xiàn)有的商業(yè)化儀器如Automation & Robotics 公司的 Focovision SR2 和 Dual Lens Mapper 通過測量鏡片表面的面焦度來控制鏡片的表面面形質(zhì)量。Focovision SR2測量鏡片表面單點的面焦度，由于其桌面機的設(shè)計，無法檢測帶小鐵支架的鏡片，也無法讀取服務器上的設(shè)計面形與測量結(jié)果進行比較；Dual Lens Mapper無法測量固定在小鐵支架上的鏡片。另外也有基于三坐標儀原理的機械掃描式面形測量裝置，可直接測量未下盤鏡片加工表面的三維面形，可與設(shè)計面形進行比較得到加工誤差，但缺點是測量速度很慢，測量一片鏡片需要10分鐘左右，無法滿足車房的測量要求。同時這些儀器都具有體積龐大、移動不變的缺點。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對上述問題，提出了一種手持式鏡片面焦度測量裝置。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下方案實現(xiàn)：
一種手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，包括主控腔體和光學測量頭，所述的主控腔體包括數(shù)據(jù)與圖像的處理控制單元和顯示屏，主控腔體與光學測量頭固定連接在一起，所述的光學測量頭包括光源、棱鏡、透鏡、分束器、環(huán)形光闌、圖像傳感器和鏡片支架，所述的圖像傳感器、環(huán)形光闌和分束器依次從上往下分布在光學測量頭上。
[0008]作為優(yōu)選，所述的光學測量頭內(nèi)的光學元件通過光膠或膠合結(jié)合在一起。
[0009]作為優(yōu)選，所述的棱鏡包括反射棱鏡A、反射棱鏡B、反射棱鏡C和反射棱鏡D，所述的反射棱鏡A設(shè)置在光學測量頭的右側(cè)底角，所述的光源設(shè)置在反射棱鏡A上，所述的反射棱鏡B設(shè)置在光學測量頭的上部，反射棱鏡B上部的左右頂角都為45度倒角，所述的反射棱鏡C設(shè)置在光學測量頭的左側(cè)底角，反射棱鏡C下部的左頂角為45度倒角，所述的反射棱鏡D設(shè)置在圖像傳感器的位置，所述的透鏡設(shè)置在反射棱鏡B和反射棱鏡C之間，所述的分束器與反射棱鏡C下部的左頂角的倒角平行設(shè)置。
[0010]作為優(yōu)選，所述的棱鏡還包括連接棱鏡A、連接棱鏡B和連接棱鏡C，所述的連接棱鏡A設(shè)置在反射棱鏡B與反射棱鏡C之間，所述的連接棱鏡B設(shè)置在分束器和環(huán)形光闌之間，所述的連接棱鏡C設(shè)置在反射棱鏡A與反射棱鏡D之間。
[0011]作為優(yōu)選，所述的鏡片支架為中空的圓筒結(jié)構(gòu)，設(shè)置在光學測量頭的底部。
[0012]作為優(yōu)選，所述鏡片支架的底部與被測鏡片接觸的部分為紅寶石環(huán)或藍寶石環(huán)。
[0013]作為優(yōu)選，所述的圖像傳感器為CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。
[0014]作為優(yōu)選，所述的主控腔體還包括與服務器進行通訊傳輸設(shè)計數(shù)據(jù)和測量結(jié)果的無線通訊模塊。
[0015]作為優(yōu)選，所述的無線通訊模塊是基于GSM、GPRS、3G、LTE、藍牙或WiFi無線通訊協(xié)議。
[0016]作為優(yōu)選，所述的主控腔體為帶顯示屏的智能手機。
[0017]作為優(yōu)選，所述的數(shù)據(jù)與圖像的處理控制單元為DSP芯片、微處理器或智能手機的處理器。
[0018]本發(fā)明的有益效果如下：
1、基于光學反射法測量鏡片表面的面焦度，測量車房眼鏡鏡片時無需將鏡片下盤；
2、通過讀取服務器上的鏡片設(shè)計面形計算出理論面焦度，與測量得到的實際面焦度進行比較，以判斷鏡片表面的加工質(zhì)量，若測量結(jié)果超出允許范圍時，將仍處于上盤狀態(tài)的鏡片放回到表面加工設(shè)備上進行面形修整；
3、采用智能手機作為主控腔體，可提高裝置的便攜性，智能手機的LED補光燈、CMOS圖像傳感器、顯示屏、無線通訊模塊可直接得到利用；
4、采用單塊整體結(jié)構(gòu)的光學測量頭可大大縮小裝置體積，操作者只需要單手即可進行操作，同時光學測量頭的裝調(diào)在光膠或膠合時完成，不需要后續(xù)的裝調(diào)維護，省去了復雜的調(diào)整機構(gòu)，裝置的穩(wěn)定性和可靠性得以提高。
[0019]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的主視圖；
圖3為本發(fā)明的側(cè)視圖；
圖4為本發(fā)明光學測量頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的光學測量原理圖；
圖中：1.顯示屏，2.主控腔體，3.鏡片支架，4.眼鏡鏡片，5.合金，6.小鐵支架，7.光學測量頭，8.反射棱鏡B，9.透鏡，10.圖像傳感器，11.反射棱鏡D，12.連接棱鏡A，13.反射棱鏡C，14.分束器，15.光源，16.反射棱鏡A，17.環(huán)形光闌，18.連接棱鏡B，19.連接棱鏡C，20.被測鏡片表面，21.反射光束，22.入射光束，23.光軸。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行進一步詳細說明：
如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明提到的一種手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，包括主控腔體2和光學測量頭7，主控腔體2包括數(shù)據(jù)與圖像的處理控制單元和顯示屏1，主控腔體2與光學測量頭7固定連接在一起，光學測量頭7包括光源15、棱鏡、透鏡9、分束器
14、環(huán)形光闌17、圖像傳感器10和鏡片支架3，圖像傳感器10、環(huán)形光闌17和分束器14依次從上往下分布在光學測量頭7上。
[0023]光學測量頭7內(nèi)的光學元件通過光膠或膠合結(jié)合在一起。
[0024]棱鏡包括反射棱鏡A16、反射棱鏡B8、反射棱鏡C13和反射棱鏡Dll，反射棱鏡A16設(shè)置在光學測量頭7的右側(cè)底角，光源15設(shè)置在反射棱鏡A16上，反射棱鏡B8設(shè)置在光學測量頭7的上部，反射棱鏡B8上部的左右頂角都為45度倒角，反射棱鏡C13設(shè)置在光學測量頭7的左側(cè)底角，反射棱鏡C13下部的左頂角為45度倒角，反射棱鏡Dll設(shè)置在圖像傳感器10的位置，透鏡9設(shè)置在反射棱鏡B8和反射棱鏡C13之間，分束器14與反射棱鏡C13下部的左頂角的倒角平行設(shè)置。
[0025]棱鏡還包括連接棱鏡A12、連接棱鏡B18和連接棱鏡C19，連接棱鏡A12設(shè)置在反射棱鏡B8與反射棱鏡C13之間，連接棱鏡B18設(shè)置在分束器14和環(huán)形光闌17之間，連接棱鏡C19設(shè)置在反射棱鏡A16與反射棱鏡Dll之間。
[0026]鏡片支架3為中空的圓筒結(jié)構(gòu)，設(shè)置在光學測量頭7的底部。
[0027]鏡片支架3的底部與被測鏡片接觸的部分為紅寶石環(huán)或藍寶石環(huán)。
[0028]圖像傳感器10為CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。
[0029]主控腔體2還包括與服務器進行通訊傳輸設(shè)計數(shù)據(jù)和測量結(jié)果的無線通訊模塊。
[0030]無線通訊模塊是基于GSM、GPRS、3G、LTE、藍牙或WiFi無線通訊協(xié)議。
[0031]主控腔體2為帶顯示屏的智能手機。
[0032]數(shù)據(jù)與圖像的處理控制單元為DSP芯片、微處理器或智能手機的處理器。
[0033]光學測量頭內(nèi)部的元件通過光膠或膠合結(jié)合在一起。
[0034]如圖5所示為本發(fā)明的光學測量原理圖。其中入射光束22會聚于光軸23上的一點A，被測鏡片表面20與光軸23垂直并交于點0，一個半徑為r的環(huán)形光闌17和一個圖像傳感器10位于被測鏡片表面20的同一側(cè)，分別交光軸23于點S和點C，入射光束22到達被測鏡片表面20后被反射，反射光束21經(jīng)過環(huán)形光闌17后在圖像傳感器10上形成圖像。
[0035]首先假設(shè)被測鏡片表面20是一個曲率半徑為R的球面，此時反射光束21將會聚于光軸23上的點A’，同時在圖像傳感器10上會形成一個半徑為c的圓環(huán)圖像。此光學系統(tǒng)相當于點物A通過反射被測鏡片表面20成點像A’，其中物距I和像距I’可表示為：
【權(quán)利要求】
1.一種手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，包括主控腔體（2)和光學測量頭(7)，所述的主控腔體（2)包括數(shù)據(jù)與圖像的處理控制單元和顯示屏（1)，主控腔體（2)與光學測量頭（7)固定連接在一起，所述的光學測量頭（7)包括光源（15)、棱鏡、透鏡（9)、分束器（14)、環(huán)形光闌（17)、圖像傳感器（10)和鏡片支架（3)，所述的圖像傳感器（10)、環(huán)形光闌（17)和分束器（14)依次從上往下分布在光學測量頭（7)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述的光學測量頭（7)內(nèi)的光學元件通過光膠或膠合結(jié)合在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述的棱鏡包括反射棱鏡A (16)、反射棱鏡B (8)、反射棱鏡C (13)和反射棱鏡D (11)，所述的反射棱鏡A(16)設(shè)置在光學測量頭（7)的右側(cè)底角，所述的光源（15)設(shè)置在反射棱鏡A (16)上，所述的反射棱鏡B (8)設(shè)置在光學測量頭（7)的上部，反射棱鏡B (8)上部的左右頂角都為45度倒角，所述的反射棱鏡C (13)設(shè)置在光學測量頭（7)的左側(cè)底角，反射棱鏡C (13)下部的左頂角為45度倒角，所述的反射棱鏡D (11)設(shè)置在圖像傳感器（10)的位置，所述的透鏡(9)設(shè)置在反射棱鏡B (8)和反射棱鏡C (13)之間，所述的分束器（14)與反射棱鏡C (13)下部的左頂角的倒角平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述的棱鏡還包括連接棱鏡A (12)、連接棱鏡B (18)和連接棱鏡C (19)，所述的連接棱鏡A (12)設(shè)置在反射棱鏡B (8)與反射棱鏡C (13)之間，所述的連接棱鏡B (18)設(shè)置在分束器（14)和環(huán)形光闌（17)之間，所述的連接棱鏡C (19)設(shè)置在反射棱鏡A (16)與反射棱鏡D (11)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述的鏡片支架(3)為中空的圓筒結(jié)構(gòu)，設(shè)置在光學測量頭（7)的底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述鏡片支架（3)的底部與被測鏡片接觸的部分為紅寶石環(huán)或藍寶石環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述的圖像傳感器（10)為CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述的主控腔體(2)還包括與服務器進行通訊傳輸設(shè)計數(shù)據(jù)和測量結(jié)果的無線通訊模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述的無線通訊模塊是基于GSM、GPRS、3G、LTE、藍牙或WiFi無線通訊協(xié)議，所述的主控腔體（2)為帶顯示屏的智能手機。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式鏡片面焦度測量裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)與圖像的處理控制單元為DSP芯片、微處理器或智能手機的處理器。
【文檔編號】G01M11/02GK103487239SQ201310471241
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】朱韌, 孟紅祥 申請人:杭州奧普特光學有限公司