镜片屈光度莫尔测量装置和测量方法
镜片屈光度莫尔测量装置和测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于消费类应用电子领域，具体涉及一种镜片屈光度莫尔测量装置和测量 方法。
【背景技术】
[0002] 莫尔测量法作为一种将莫尔（Moir6)效应和泰伯（Talbot)效应相结合的非接触 式光学测量技术，具有全视场和非接触的优点，并在工业和民用领域的许多方面得到了应 用。
[0003]传统的单光、双光及三光镜片的测量，国内外一般都是使用两种焦度计（又称为 屈光度计、查片仪、镜片测度仪等）：调焦成像式焦度计和自动焦度计。此类仪器只能对镜 片的一个小区域分析，测出该区域中心所代表的镜片的屈光度等光学性质。单光、双光及三 光镜片由于它们在定义的范围内有相同的屈光度（不考虑像差和像移），采用上述两类屈 光度仪（焦度计）就很容易检测。
[0004]不同于传统的单光、双光和三光镜片，渐进多焦点镜片的表面分布着无数个焦点， 屈光度在整个口径范围内均不相同，而且，其面形也不同于普通的非球面面形，是一种非轴 对称的回转面。因此，对于此类镜片，仅仅测量少数的点或母线对于评价整个镜片是远远不 够的。对于渐进多焦点镜片，国内所做的研宄工作较少，国外在此方面有许多国家曾做过大 量的科学研宄，但截止目前，国际上仍然没有统一的检测标准和测量方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有的莫尔测量方法在测量镜片屈光度时存在的上述 缺陷，提出了一种镜片屈光度莫尔测量装置。
[0006] 本发明采用的技术方案为：一种镜片屈光度莫尔测量装置，包括光源1、扩束透镜 2、屈光度补偿镜片3、第一光栅5、第二光栅6、条纹接收单元7、条纹采集单元8和条纹分析 单元9 ;
[0007] 所述光源1经过扩束透镜2后将产生准直光束，被测镜片放在屈光度补偿镜片3 和第一光栅5之间，第一光栅5和第二光栅6保持固定的距离和角度，条纹采集单元7用于 拍摄第一光栅5和第二光栅6重叠后在条纹接手单元7上产生的莫尔条纹，加入屈光度补 偿镜片3和被测镜片后莫尔条纹发生偏转，条纹采集单元8与条纹分析单元9相连接，将莫 尔条纹图像输出至条纹分析单元进行处理，计算出镜片屈光度分布图；所述被测镜片左端 面与屈光度补偿镜片3右端面重合、被测镜片右端面与第一光栅5左端面重合。
[0008] 为了解决上述问题，本发明还提出了一种镜片屈光度莫尔测量方法，具体步骤如 下：
[0009] 第一步：测量装置调整：固定第一光栅5和第二光栅6的光栅周期、光栅夹角和泰 伯距离；
[0010] 第二步：图像采集：①将被测镜片放置在前面所述测量位置，并观察条纹分析单 元9中的莫尔条纹图像；②若未能观察到清晰的莫尔条纹，则按照屈光度依次从小到大更 换屈光度补偿镜片3直至条纹采集单元8能捕捉到清晰的莫尔条纹图；
[0011] 第三步：图像处理：条纹分析单元9对输入的莫尔条纹图像进行处理，计算获得被 测镜片的屈光度分布图。
[0012] 上述的第三步中所述的图像处理具体过程为：
[0013] (31)对莫尔条纹图像进行图像增强、二值化、细化，获得单像素宽度的莫尔条纹；
[0014] (32)对于单光镜片使用直线拟合步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹，对于 多光镜片将步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹均匀分段并用曲线拟合；条纹拟合后 可得到莫尔条纹上各点处的条纹偏转斜率；
[0015] (33)根据条纹偏转斜率与镜片屈光度的关系计算得到镜片屈光度值的三维散乱 分布数据；
[0016] (34)对步骤（33)得到的镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲面拟合，得到 镜片的屈光度分布图。
[0017] 本发明的有益效果：本发明所述装置中采用发散角较大的半导体激光器光纤耦合 输出光源，提高测量光束质量。结构较为简单，价格较低，更坚固，工作环境要求较低，且操 作和维护都较简单。本发明的方法在被测镜片前方加入了镜片屈光度补偿机制，在保证了 莫尔条纹识别精度的同时提高了测量装置的屈光度测量范围。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明镜片屈光度测量装置的结构示意图；
[0019] 图2是本发明镜片屈光度测量装置的光栅位置示意图；
[0020] 图3是本发明镜片屈光度测量方法的原理图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明的【具体实施方式】结合附图详述如下：
[0022] 如图1所示，本发明的镜片屈光度莫尔测量装置包括光源1、扩束透镜2、屈光度补 偿镜片3、第一光栅5、第二光栅6、条纹接收单元7、条纹采集单元8和条纹分析单元9,光 源1为半导体激光器通过光纤耦合输出得到，以该单色可见光源作为镜片测量光源；扩束 透镜2为双胶合消色差透镜，点光源放置于扩束透镜焦点处，点光源经过扩束透镜后产生 准直光束；所述补偿镜片3为单一焦距的平凸透镜；被测镜片放置于补偿镜片和第一光栅 5之间，且被测镜片左端面与屈光度补偿镜片3右端面重合、被测镜片右端面与第一光栅5 左端面重合；第一光栅5和第二光栅6保持固定的距离和角度，这里，作为一个优选方案，第 二光栅6位于第一光栅5下游一个泰伯距离处，并且相对于第一光栅5在xy平面内旋转角 度9，所述9角度在0°和5°之间（包括0°和5° )，第二光栅6能与第一光栅5的泰 伯像重叠产生莫尔条纹；条纹接收单元7为环保有机材料制成，高透射率，能使莫尔条纹驻 留于屏幕表面；所述条纹采集单元8能拍摄投影屏上形成的莫尔条纹图像；条纹采集单元 8与条纹分析单元9相连接，将莫尔条纹图像输出至条纹分析单元进行处理，计算出镜片屈 光度分布图。
[0023] 这里，光源1为光学系统的照明源；扩束透镜2作为光学中继器系统，产生与测量 镜片同等口径的准直光束；屈光度补偿镜片3作为测量量程补偿系统，能提高屈光度测量 范围；第一光栅5在入射光照射下能在泰伯距离处产生周期性的泰伯像；第二光栅6可以 是与第一光栅完全相同的光栅，能与第一光栅5重叠产生莫尔条纹。
[0024] 条纹接受单元7为条纹接收单元，光束通过第一光栅5和第二个光栅6后在条纹 接收7单元上产生阴影图形；条纹采集单元8用于采集莫尔条纹图像并传输至条纹分析单 元；条纹分析单元9用于处理采集到的各种条纹图像并解析出条纹信息，获取镜片屈光度 分布图。
[0025] 这里，第一光栅5和第二光栅6的光栅周期p可以相同，p大小为0?1mm到0?5mm 之间，包括〇? 1mm和0? 5mm〇
[0 026] 这里，点光源1波长X为可见光波长。
[0027] 这里，屈光度补偿镜片3为一组准确标定的单光镜片中选取的一片镜片，该镜片 组包括8个镜片，屈光度依次为-7D、-5D、-3D、-1D、1D、3DJD和7D。
[0028] 如图2及图3所示，基于上述装置，本发明的镜片屈光度莫尔测量方法，步骤如 下：
[0029] 第一步：测量装置调整：确定第一光栅5和第二光栅6的光栅周期p、光栅夹角0 和泰伯距离zk。
[0030] 第一光栅5与第二光栅6相交成固定角度和距离垂直放置，且第一光栅5的泰伯 像与第二光栅6重叠在条纹接收单元7上形成莫尔条纹。条纹采集单元8位于投影屏后方， 条纹采集单元8能记录投影屏上形成的莫尔条纹图像。
[0031] 第二步：图像采集：
[0032] 设第一光栅（5)与第二光栅（6)的光栅周期为Pl=p2=p，夹角0，泰伯距离为 Zk且
，k为预先设定的阈值系数。
[0033] 放置被测镜片，放置好屈光度补偿镜片3,用单色平面光照射第一光栅5时，第一 光栅5在泰伯距离Zk处成像，即与第二光栅6共面，第一光栅5的泰伯像与第二光栅6重 叠后在条纹接收单元7上形成明暗相间的莫尔条纹且条纹周期为w，倾角为4。设被测镜片 的焦距为f，屈光度补偿镜片3的焦距为f'，被测镜片与屈光度补偿镜片3的组合焦距为F， 即有：
[0036] 在距离Zk处，G1朗奇光栅（5)的泰伯像周期为：p' 1= [(F_Zk)/F]Pl。
[0037] 从莫尔偏折技术的基本原理出发，结合镜片屈光度的概念，依据泰伯效应与光栅 遮光阴影原理相结合可推导出变形后的莫尔条纹倾角与组合镜片屈光度的关系，即有：
[0039] 由双光组组合系统的原理可得：
[0041] 其中，A为被测镜片与屈光度补偿镜片3之间的光学间隔。
[0042] 由式（3)和（4)可得测量镜片屈光度与莫尔条纹倾角的关系，即有：
[0044] 第三步：图像处理：条纹分析单元9对输入的莫尔条纹图像进行处理，计算获得被 测镜片的屈光度分布图，具体过程如下：
[0045] (31)对莫尔条纹图像进行图像增强、二值化、细化，获得单像素宽度的莫尔条纹；
[0046] (32)对于单光镜片使用直线拟合步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹，对于 多光镜片将步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹均匀分段并用曲线拟合；条纹拟合后 可得到莫尔条纹上各点处的条纹偏转斜率。
[0047] (33)根据条纹偏转斜率与镜片屈光度的关系，即由式（5)计算得到条纹上各点的 屈光度值，进而得到镜片屈光度值的三维散乱分布数据；
[0048] (34)对步骤（33)得到的镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲面拟合，得到 镜片的屈光度分布图。
[0049] 这里，具体可以使用三次样条插值法对镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲 面拟合。
[0050] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发 明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的 普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各 种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种镜片屈光度莫尔测量装置，其特征在于，包括光源（I)、扩束透镜（2)、屈光度补 偿镜片（3)、第一光栅（5)、第二光栅（6)、条纹接收单元（7)、条纹采集单元（8)和条纹分析 单元（9); 所述光源（1)经过扩束透镜（2)后将产生准直光束，被测镜片放在屈光度补偿镜片（3) 和第一光栅（5)之间，第一光栅（5)和第二光栅（6)保持固定的距离和角度，条纹采集单元 (7)用于拍摄第一光栅（5)和第二光栅（6)重叠后在条纹接手单元（7)上产生的莫尔条纹， 加入屈光度补偿镜片（3)和被测镜片后莫尔条纹发生偏转，条纹采集单元（8)与条纹分析 单元（9)相连接，将莫尔条纹图像输出至条纹分析单元进行处理，计算出镜片屈光度分布 图；所述被测镜片左端面与屈光度补偿镜片（3)右端面重合、被测镜片右端面与第一光栅 (5)左端面重合。2. -种基于权利要求1所述的测量装置的镜片屈光度莫尔测量方法，其特征在于，具 体步骤如下： 第一步：测量装置调整：固定第一光栅（5)和第二光栅（6)的光栅周期、光栅夹角和泰 伯距离； 第二步：图像采集：①将被测镜片放置在前面所述测量位置，并观察条纹分析单元（9) 中的莫尔条纹图像；②若未能观察到清晰的莫尔条纹，则按照屈光度依次从小到大更换屈 光度补偿镜片3直至条纹采集单元（8)能捕捉到清晰的莫尔条纹图； 第三步：图像处理：条纹分析单元（9)对输入的莫尔条纹图像进行处理，计算获得被测 镜片的屈光度分布图。3. 根据权利要求2所述的镜片屈光度莫尔测量方法，其特征在于，第三步所述的图像 处理具体过程为： (31) 对莫尔条纹图像进行图像增强、二值化、细化，获得单像素宽度的莫尔条纹； (32) 对于单光镜片使用直线拟合步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹，对于多光 镜片将步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹均匀分段并用曲线拟合；条纹拟合后可得 到莫尔条纹上各点处的条纹偏转斜率； (33) 根据条纹偏转斜率与镜片屈光度的关系计算得到镜片屈光度值的三维散乱分布 数据； (34) 对步骤（33)得到的镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲面拟合，得到镜片 的屈光度分布图。
【专利摘要】本发明公开了一种镜片屈光度莫尔测量装置以及基于该装置的镜片屈光度莫尔测量方法，本发明提供的测量装置，包括光源、扩束透镜、屈光度补偿镜片、第一光栅、第二光栅、条纹接收单元、条纹采集单元和条纹分析单元。本发明提供的测量方法，包括测量装置调整、图像采集以及图像处理等步骤。本发明提供的装置采用发散角较大的半导体激光器光纤耦合输出光源，提高测量光束质量，且结构较为简单，价格较低，更坚固，工作环境要求较低，且操作和维护都较简单。本发明提供的测量方法在被测镜片前方加入了镜片屈光度补偿机制，在保证了莫尔条纹识别精度的同时提高了测量装置的屈光度测量范围。
【IPC分类】G01M11/02
【公开号】CN104897369
【申请号】CN201510254101
【发明人】田朝勇
【申请人】四川虹视显示技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
【技术领域】
[0001] 本发明属于消费类应用电子领域，具体涉及一种镜片屈光度莫尔测量装置和测量 方法。
【背景技术】
[0002] 莫尔测量法作为一种将莫尔（Moir6)效应和泰伯（Talbot)效应相结合的非接触 式光学测量技术，具有全视场和非接触的优点，并在工业和民用领域的许多方面得到了应 用。
[0003]传统的单光、双光及三光镜片的测量，国内外一般都是使用两种焦度计（又称为 屈光度计、查片仪、镜片测度仪等）：调焦成像式焦度计和自动焦度计。此类仪器只能对镜 片的一个小区域分析，测出该区域中心所代表的镜片的屈光度等光学性质。单光、双光及三 光镜片由于它们在定义的范围内有相同的屈光度（不考虑像差和像移），采用上述两类屈 光度仪（焦度计）就很容易检测。
[0004]不同于传统的单光、双光和三光镜片，渐进多焦点镜片的表面分布着无数个焦点， 屈光度在整个口径范围内均不相同，而且，其面形也不同于普通的非球面面形，是一种非轴 对称的回转面。因此，对于此类镜片，仅仅测量少数的点或母线对于评价整个镜片是远远不 够的。对于渐进多焦点镜片，国内所做的研宄工作较少，国外在此方面有许多国家曾做过大 量的科学研宄，但截止目前，国际上仍然没有统一的检测标准和测量方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有的莫尔测量方法在测量镜片屈光度时存在的上述 缺陷，提出了一种镜片屈光度莫尔测量装置。
[0006] 本发明采用的技术方案为：一种镜片屈光度莫尔测量装置，包括光源1、扩束透镜 2、屈光度补偿镜片3、第一光栅5、第二光栅6、条纹接收单元7、条纹采集单元8和条纹分析 单元9 ;
[0007] 所述光源1经过扩束透镜2后将产生准直光束，被测镜片放在屈光度补偿镜片3 和第一光栅5之间，第一光栅5和第二光栅6保持固定的距离和角度，条纹采集单元7用于 拍摄第一光栅5和第二光栅6重叠后在条纹接手单元7上产生的莫尔条纹，加入屈光度补 偿镜片3和被测镜片后莫尔条纹发生偏转，条纹采集单元8与条纹分析单元9相连接，将莫 尔条纹图像输出至条纹分析单元进行处理，计算出镜片屈光度分布图；所述被测镜片左端 面与屈光度补偿镜片3右端面重合、被测镜片右端面与第一光栅5左端面重合。
[0008] 为了解决上述问题，本发明还提出了一种镜片屈光度莫尔测量方法，具体步骤如 下：
[0009] 第一步：测量装置调整：固定第一光栅5和第二光栅6的光栅周期、光栅夹角和泰 伯距离；
[0010] 第二步：图像采集：①将被测镜片放置在前面所述测量位置，并观察条纹分析单 元9中的莫尔条纹图像；②若未能观察到清晰的莫尔条纹，则按照屈光度依次从小到大更 换屈光度补偿镜片3直至条纹采集单元8能捕捉到清晰的莫尔条纹图；
[0011] 第三步：图像处理：条纹分析单元9对输入的莫尔条纹图像进行处理，计算获得被 测镜片的屈光度分布图。
[0012] 上述的第三步中所述的图像处理具体过程为：
[0013] (31)对莫尔条纹图像进行图像增强、二值化、细化，获得单像素宽度的莫尔条纹；
[0014] (32)对于单光镜片使用直线拟合步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹，对于 多光镜片将步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹均匀分段并用曲线拟合；条纹拟合后 可得到莫尔条纹上各点处的条纹偏转斜率；
[0015] (33)根据条纹偏转斜率与镜片屈光度的关系计算得到镜片屈光度值的三维散乱 分布数据；
[0016] (34)对步骤（33)得到的镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲面拟合，得到 镜片的屈光度分布图。
[0017] 本发明的有益效果：本发明所述装置中采用发散角较大的半导体激光器光纤耦合 输出光源，提高测量光束质量。结构较为简单，价格较低，更坚固，工作环境要求较低，且操 作和维护都较简单。本发明的方法在被测镜片前方加入了镜片屈光度补偿机制，在保证了 莫尔条纹识别精度的同时提高了测量装置的屈光度测量范围。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明镜片屈光度测量装置的结构示意图；
[0019] 图2是本发明镜片屈光度测量装置的光栅位置示意图；
[0020] 图3是本发明镜片屈光度测量方法的原理图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明的【具体实施方式】结合附图详述如下：
[0022] 如图1所示，本发明的镜片屈光度莫尔测量装置包括光源1、扩束透镜2、屈光度补 偿镜片3、第一光栅5、第二光栅6、条纹接收单元7、条纹采集单元8和条纹分析单元9,光 源1为半导体激光器通过光纤耦合输出得到，以该单色可见光源作为镜片测量光源；扩束 透镜2为双胶合消色差透镜，点光源放置于扩束透镜焦点处，点光源经过扩束透镜后产生 准直光束；所述补偿镜片3为单一焦距的平凸透镜；被测镜片放置于补偿镜片和第一光栅 5之间，且被测镜片左端面与屈光度补偿镜片3右端面重合、被测镜片右端面与第一光栅5 左端面重合；第一光栅5和第二光栅6保持固定的距离和角度，这里，作为一个优选方案，第 二光栅6位于第一光栅5下游一个泰伯距离处，并且相对于第一光栅5在xy平面内旋转角 度9，所述9角度在0°和5°之间（包括0°和5° )，第二光栅6能与第一光栅5的泰 伯像重叠产生莫尔条纹；条纹接收单元7为环保有机材料制成，高透射率，能使莫尔条纹驻 留于屏幕表面；所述条纹采集单元8能拍摄投影屏上形成的莫尔条纹图像；条纹采集单元 8与条纹分析单元9相连接，将莫尔条纹图像输出至条纹分析单元进行处理，计算出镜片屈 光度分布图。
[0023] 这里，光源1为光学系统的照明源；扩束透镜2作为光学中继器系统，产生与测量 镜片同等口径的准直光束；屈光度补偿镜片3作为测量量程补偿系统，能提高屈光度测量 范围；第一光栅5在入射光照射下能在泰伯距离处产生周期性的泰伯像；第二光栅6可以 是与第一光栅完全相同的光栅，能与第一光栅5重叠产生莫尔条纹。
[0024] 条纹接受单元7为条纹接收单元，光束通过第一光栅5和第二个光栅6后在条纹 接收7单元上产生阴影图形；条纹采集单元8用于采集莫尔条纹图像并传输至条纹分析单 元；条纹分析单元9用于处理采集到的各种条纹图像并解析出条纹信息，获取镜片屈光度 分布图。
[0025] 这里，第一光栅5和第二光栅6的光栅周期p可以相同，p大小为0?1mm到0?5mm 之间，包括〇? 1mm和0? 5mm〇
[0 026] 这里，点光源1波长X为可见光波长。
[0027] 这里，屈光度补偿镜片3为一组准确标定的单光镜片中选取的一片镜片，该镜片 组包括8个镜片，屈光度依次为-7D、-5D、-3D、-1D、1D、3DJD和7D。
[0028] 如图2及图3所示，基于上述装置，本发明的镜片屈光度莫尔测量方法，步骤如 下：
[0029] 第一步：测量装置调整：确定第一光栅5和第二光栅6的光栅周期p、光栅夹角0 和泰伯距离zk。
[0030] 第一光栅5与第二光栅6相交成固定角度和距离垂直放置，且第一光栅5的泰伯 像与第二光栅6重叠在条纹接收单元7上形成莫尔条纹。条纹采集单元8位于投影屏后方， 条纹采集单元8能记录投影屏上形成的莫尔条纹图像。
[0031] 第二步：图像采集：
[0032] 设第一光栅（5)与第二光栅（6)的光栅周期为Pl=p2=p，夹角0，泰伯距离为 Zk且
，k为预先设定的阈值系数。
[0033] 放置被测镜片，放置好屈光度补偿镜片3,用单色平面光照射第一光栅5时，第一 光栅5在泰伯距离Zk处成像，即与第二光栅6共面，第一光栅5的泰伯像与第二光栅6重 叠后在条纹接收单元7上形成明暗相间的莫尔条纹且条纹周期为w，倾角为4。设被测镜片 的焦距为f，屈光度补偿镜片3的焦距为f'，被测镜片与屈光度补偿镜片3的组合焦距为F， 即有：
[0036] 在距离Zk处，G1朗奇光栅（5)的泰伯像周期为：p' 1= [(F_Zk)/F]Pl。
[0037] 从莫尔偏折技术的基本原理出发，结合镜片屈光度的概念，依据泰伯效应与光栅 遮光阴影原理相结合可推导出变形后的莫尔条纹倾角与组合镜片屈光度的关系，即有：
[0039] 由双光组组合系统的原理可得：
[0041] 其中，A为被测镜片与屈光度补偿镜片3之间的光学间隔。
[0042] 由式（3)和（4)可得测量镜片屈光度与莫尔条纹倾角的关系，即有：
[0044] 第三步：图像处理：条纹分析单元9对输入的莫尔条纹图像进行处理，计算获得被 测镜片的屈光度分布图，具体过程如下：
[0045] (31)对莫尔条纹图像进行图像增强、二值化、细化，获得单像素宽度的莫尔条纹；
[0046] (32)对于单光镜片使用直线拟合步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹，对于 多光镜片将步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹均匀分段并用曲线拟合；条纹拟合后 可得到莫尔条纹上各点处的条纹偏转斜率。
[0047] (33)根据条纹偏转斜率与镜片屈光度的关系，即由式（5)计算得到条纹上各点的 屈光度值，进而得到镜片屈光度值的三维散乱分布数据；
[0048] (34)对步骤（33)得到的镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲面拟合，得到 镜片的屈光度分布图。
[0049] 这里，具体可以使用三次样条插值法对镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲 面拟合。
[0050] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发 明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的 普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各 种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种镜片屈光度莫尔测量装置，其特征在于，包括光源（I)、扩束透镜（2)、屈光度补 偿镜片（3)、第一光栅（5)、第二光栅（6)、条纹接收单元（7)、条纹采集单元（8)和条纹分析 单元（9); 所述光源（1)经过扩束透镜（2)后将产生准直光束，被测镜片放在屈光度补偿镜片（3) 和第一光栅（5)之间，第一光栅（5)和第二光栅（6)保持固定的距离和角度，条纹采集单元 (7)用于拍摄第一光栅（5)和第二光栅（6)重叠后在条纹接手单元（7)上产生的莫尔条纹， 加入屈光度补偿镜片（3)和被测镜片后莫尔条纹发生偏转，条纹采集单元（8)与条纹分析 单元（9)相连接，将莫尔条纹图像输出至条纹分析单元进行处理，计算出镜片屈光度分布 图；所述被测镜片左端面与屈光度补偿镜片（3)右端面重合、被测镜片右端面与第一光栅 (5)左端面重合。2. -种基于权利要求1所述的测量装置的镜片屈光度莫尔测量方法，其特征在于，具 体步骤如下： 第一步：测量装置调整：固定第一光栅（5)和第二光栅（6)的光栅周期、光栅夹角和泰 伯距离； 第二步：图像采集：①将被测镜片放置在前面所述测量位置，并观察条纹分析单元（9) 中的莫尔条纹图像；②若未能观察到清晰的莫尔条纹，则按照屈光度依次从小到大更换屈 光度补偿镜片3直至条纹采集单元（8)能捕捉到清晰的莫尔条纹图； 第三步：图像处理：条纹分析单元（9)对输入的莫尔条纹图像进行处理，计算获得被测 镜片的屈光度分布图。3. 根据权利要求2所述的镜片屈光度莫尔测量方法，其特征在于，第三步所述的图像 处理具体过程为： (31) 对莫尔条纹图像进行图像增强、二值化、细化，获得单像素宽度的莫尔条纹； (32) 对于单光镜片使用直线拟合步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹，对于多光 镜片将步骤（31)获得的单像素宽度的莫尔条纹均匀分段并用曲线拟合；条纹拟合后可得 到莫尔条纹上各点处的条纹偏转斜率； (33) 根据条纹偏转斜率与镜片屈光度的关系计算得到镜片屈光度值的三维散乱分布 数据； (34) 对步骤（33)得到的镜片屈光度值的三维散乱分布数据进行曲面拟合，得到镜片 的屈光度分布图。
【专利摘要】本发明公开了一种镜片屈光度莫尔测量装置以及基于该装置的镜片屈光度莫尔测量方法，本发明提供的测量装置，包括光源、扩束透镜、屈光度补偿镜片、第一光栅、第二光栅、条纹接收单元、条纹采集单元和条纹分析单元。本发明提供的测量方法，包括测量装置调整、图像采集以及图像处理等步骤。本发明提供的装置采用发散角较大的半导体激光器光纤耦合输出光源，提高测量光束质量，且结构较为简单，价格较低，更坚固，工作环境要求较低，且操作和维护都较简单。本发明提供的测量方法在被测镜片前方加入了镜片屈光度补偿机制，在保证了莫尔条纹识别精度的同时提高了测量装置的屈光度测量范围。
【IPC分类】G01M11/02
【公开号】CN104897369
【申请号】CN201510254101
【发明人】田朝勇
【申请人】四川虹视显示技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
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