數字式眼鏡應力測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于光電【技術領域】，涉及到數字式眼鏡應力測試儀，包括：偏振主光路系統，偏振主光路包括：依次設置的第一發光裝置、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；還包括對準輔助光路系統。對準輔助光路系統有：第二發光裝置、第一圓偏振片第二圓偏振片、成像透鏡、成像感光元件；第二發光裝置發出的光經第一圓偏振片表面反射后，穿過第二圓偏振片，經成像透鏡會聚后在成像感光元件上成像，并通過計算機顯示所述第二發光裝置的圖像。本實用新型在進行鏡片應力測試時，能準確的將鏡片的主光軸校正到和儀器光路系統的光軸重合，提高了鏡片應力測試的準確性和重復性。
【專利說明】數字式眼鏡應力測試儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光電【技術領域】，具體涉及到一種數字式眼鏡應力測試儀。
【背景技術】
[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，而樹脂材料本身無這種光的雙折射效應。而水晶鏡片的雙折射效應將影響鏡片的成像質量，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，水晶便產生光的雙折射效應。樹脂材料本身無光的雙折射效應，但該材料在內部應力或者外部應力的作用下，使得材料本身結構發生變化，從而導致雙折射現象的產生。因此，檢測樹脂鏡片在原片、割邊后以及裝配后的三種狀態下的應力就顯得尤其重要。在現有技術中，大部分的數字應力測試儀均利用線偏振原理檢測鏡片，其檢測的重復性不好，不具有旋轉不變性，也就是說，當旋轉鏡片時，鏡片上的某一點的檢測結果會發生變化，因此該點的檢測結果很難統一；同時，現有的眼鏡應力測試多為定性測量，無法對眼鏡應力進行定量分析，并且功能欠缺，無法實現更完善的測量分析的需要。
實用新型內容
[0003]本實用新型提供了一種數字式眼鏡應力測試儀，其目的在于解決鏡片應力檢測過程中鏡片的光心和測試儀系統的主光軸校準不容易重合的問題。
[0004]本實用新型的技術方案是這樣的:
[0005]數字式眼鏡應力測試儀，包括:偏振主光路系統，所述偏振主光路包括:依次設置的第一發光裝置、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；還包括對準輔助光路系統；所述對準輔助光路系統包括:設置在所述第二圓偏振片外側的第二發光裝置以及和所述主光路系統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；所述第二發光裝置發出的光經所述第一圓偏振片表面反射后，穿過第二圓偏振片，經所述成像透鏡會聚后在所述成像感光元件上成像，并通過所述計算機顯示所述第二發光裝置的圖像；所述第二發光裝置發出的光用于校準放置鏡片的光軸和所述眼鏡應力測試儀的光軸并使這兩個光軸重合。
[0006]進一步地:所述第一發光裝置發出的光通過第一圓偏振片后變為圓偏振光；所述圓偏振光經過設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，變為非圓偏振光；所述非圓偏振光經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，所述計算機將所述圖像經過量化處理分析顯示所述鏡片的應力分布圖。
[0007]進一步地:所述第二發光裝置包括若干發光單元，所述若干發光單元同心均勻設置在所述第二圓偏振片的外圍；每一發光單元均包括依次設置的LED光源、小孔光闌、聚光透鏡和聚光光闌。
[0008]進一步地:在所述數字式眼鏡應力測試儀上端部還設置有阻擋雜散光進入的遮光頂板。
[0009]進一步地:還包括放置所述鏡片、經發黑消光處理的載物平臺，所述載物平臺包裹在所述第一發光裝置和所述第一圓偏振片的外側。
[0010]進一步地:還包括鏡片壓持機構，所述鏡片壓持機構包括處于同一高度的同規格的若干壓腳，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；所述豎桿套設有彈簧；所述水平固定塊端部通過一滑軌導塊連接在一導軌上，帶動所述若干壓腳上下運動。
[0011]進一步地:所述若干壓腳在同一水平面內沿同一圓周均布設置，所述壓腳下端套設有橡膠套。
[0012]進一步地:所述壓腳為圓桿狀，其下端部設置有圓角。
[0013]進一步地:所述第一發光裝置為均勻面光源。
[0014]進一步地: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]本實用新型的有益效果:由于本技術方案在主偏振光路中增加了對準輔助光路系統，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，當放置鏡片后，也能將鏡片的光軸和數字式眼鏡應力測試儀的主光軸校準重合，從而保證了鏡片的光心多次放置在檢測平臺后都能和應力測試儀的系統的光心的位置重合，進而保證了鏡片的同一點在旋轉后其應力檢測結果的不變性；最后，成像感光元件和計算機相連，將鏡片的偏振信息的圖像顯示在顯示器上，經過軟件的量化分析，具體測出鏡片在不同區域的應力分布情況并顯示出應力分布圖，從而具體量化眼鏡應力的測量結果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的總體結構示意圖；
[0017]圖2為圖1中的第二發光裝置的放大圖；
[0018]圖3為圖2中第二發光裝置的俯視圖；
[0019]圖4為圖1中鏡片壓持機構的詳圖；
[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光裝置在顯示器上的成像示意圖；
[0023]圖8為設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]為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025]參考圖1，圖1為本實用新型的結構示意圖，包括偏振主光路系統和對準輔助光路系統。偏振主光路系統包括依次設置的第一發光裝置1，在其上依次設置有第一圓偏振片
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10 (圖6,圖7)，當第一發光裝置I發出的光經過第一圓偏振片3的時候，變為圓偏振光。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的應力產生的偏振信息，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)，再經過成像透鏡4透射后，在成像感光元件5上將鏡片9的應力產生的偏振信息成像。由于成像感光元件5和計算機10 (見圖6，圖7)連接，因此計算機能夠利用軟件將該偏振信息的圖像處理后得出鏡片9的應力分布圖。
[0026]對準輔助光路系統包括:第二發光裝置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。第二發光裝置2發出的光經過第一圓偏振片3表面反射后再經過第二圓偏振片21被成像透鏡4透射并照射到成像感光元件5上并成像。前面已經說過，成像感光元件5和計算機10連接，因此計算機10能夠顯示第二發光裝置2的圖像。
[0027]在本實施例中，第二發光裝置2是由多個發光單元構成，所述的多個發光裝置同心均勻設置在第二圓偏振片21的外側，因此，該多個發光單元在計算機上均勻成像并且也是成均勻的圓周分布。每一個發光單元均包括LED光源、小孔光源、聚光透鏡和聚光光闌。
[0028]進一步地，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——對應的是依次設置在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發出的光經過與之對應的小孔光闌202a后經聚光透鏡203a透射后，再經過聚光光闌204a后通過經過第一圓偏振片3反射，再通過第二圓偏振片21經成像感光元件5成像，最后在計算機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]當插入鏡片9后，6個LED光源201a?201f在計算機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，它的光軸與數字式眼鏡應力測試儀系統的光軸往往無法重合。添加這路對準輔助光路后，測試人員觀察計算機10上6個LED光源的圖像201a"?201f"，調整鏡片9的角度及方位，將第二圓心O調節到與第一圓心O重合，此時鏡片9的光軸與數字式眼鏡應力測試儀系統的光軸重合。
[0031]將第一圓心O和第二圓心O重合的意義在于:若鏡片9的光心未調至特定位置，在進行多次測量時，鏡片9位于成像區域的不同位置，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應力引起的雙折射原理知，圓偏振光，經雙折射介質，所經過光程不同，偏振度改變也不同，經鏡片9出光后，入射到第二圓偏振片21的偏振態也不同，這樣會影響鏡片9應力分布情況的測量。若要對比鏡片9從原片進行割邊，再裝配到鏡架上，要比較這一加工過程中，是否損壞眼鏡片，即引入不必要的應力時，更需要對眼鏡片中心及鏡片主光軸進行定位。因而有必要添加上述光路來實現這個需求。
[0032]在本實施例中，6個小孔光闌202a?202f對6個LED光源201a?20 If發出的光的作用在于:只能讓6個LED光源201a?201f發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的小孔光闌、聚光透鏡和聚光光闌的個數可以根據需要做適當的增減。
[0033]為了方便鏡片9的更換檢測，數字式眼鏡應力測試儀系統采用開式結構，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，外界環境光會引入雜散光，影響它的應力分布的測量結果。將載物平臺7進行發黑消光處理后，該系統引入的雜散光主要是隨著第一圓偏振片3反射再進入偏振主光路系統。因此在本儀器的上端部設置遮光頂板8 (見圖1和圖8)，不僅能保持數字式眼鏡應力測試系統的開式結構，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，環境光若要經第一圓偏振片3反射進入偏振主光路系統，其最邊緣光束如圖8中RS或者LM光線所示，經第一圓偏振片3反射為ST及MN光束，這光束表示能進入偏振主光路系統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能擋住絕大多數的雜散光。在本實施例中，載物平臺7包裹在第一發光裝置I和第一圓偏振片3的外側，且第一發光裝置I設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上的經過光心校準后的鏡片9定位，還設置了鏡片壓持機構6。鏡片壓持機構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接觸產生的壓力很小，可以忽略不計，因此這對鏡片應力檢測結果沒有影響。本實施例中列舉了壓腳個數為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，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穿設在平板605上，平板605的一側固定在一豎板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通過滑軌導塊607連接在導軌608上,導軌608則豎直設置在豎板609的內側。在豎桿604的外圓周上套設有彈簧606。彈簧606保證了這3個壓腳的底端和鏡片9的上表面適當的接觸壓力。滑軌導塊607連接在導軌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生劃痕，需要在壓腳的底端套設橡膠套，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，第一發光裝置I為均勻面光源，使整個數字應力檢測儀的成像質
量更高。
[0037]本實用新型所述的應力數字應力檢測儀，不僅可以測試樹脂鏡片的應力，還可以測試玻璃或者其他材質構成的鏡片的應力。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則的幾何形狀，也可以為不規則的眼鏡形狀。
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.數字式眼鏡應力測試儀，包括:偏振主光路系統，所述偏振主光路包括:依次設置的第一發光裝置、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；其特征在于，還包括對準輔助光路系統；所述對準輔助光路系統包括:設置在所述第二圓偏振片外側的第二發光裝置以及和所述主光路系統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；所述第二發光裝置發出的光經所述第一圓偏振片表面反射后，穿過第二圓偏振片，經所述成像透鏡會聚后在所述成像感光元件上成像，并通過所述計算機顯示所述第二發光裝置的圖像；所述第二發光裝置發出的光用于校準放置鏡片的光軸和所述眼鏡應力測試儀的光軸并使這兩個光軸重合。
2.如權利要求1所述的數字式眼鏡應力測試儀，其特征在于:所述第一發光裝置發出的光通過第一圓偏振片后變為圓偏振光；所述圓偏振光經過設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，變為非圓偏振光；所述非圓偏振光經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，所述計算機將所述圖像經過量化處理分析顯示所述鏡片的應力分布圖。
3.如權利要求1所述的數字式眼鏡應力測試儀，其特征在于:所述第二發光裝置包括若干發光單元，所述若干發光單元同心均勻設置在所述第二圓偏振片的外圍；每一發光單兀均包括依次設置的LED光源、小孔光闌、聚光透鏡和聚光光闌。
4.如權利要求1所述的數字式眼鏡應力測試儀，其特征在于:在所述數字式眼鏡應力測試儀上端部還設置有阻擋雜散光進入的遮光頂板。
5.如權利要求1所述的數字式眼鏡應力測試儀，其特征在于:還包括放置所述鏡片、經發黑消光處理的載物平臺，所述載物平臺包裹在所述第一發光裝置和所述第一圓偏振片的外側。
6.如權利要求5所述的數字式眼鏡應力測試儀，其特征在于:還包括鏡片壓持機構，所述鏡片壓持機構包括處于同一高度的同規格的若干壓腳，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；所述豎桿套設有彈簧；所述水平固定塊端部通過一滑軌導塊連接在一導軌上，帶動所述若干壓腳上下運動。
7.如權利要求6所述的數字式眼鏡應力測試儀，其特征在于:所述若干壓腳在同一水平面內沿同一圓周均布設置，所述壓腳下端套設有橡膠套。
8.如權利要求6所述的數字式眼鏡應力測試儀，其特征在于:所述壓腳為圓桿狀，其下端部設置有圓角。
9.如權利要求1所述的數字式眼鏡應力測試儀，其特征在于:所述第一發光裝置為均勻面光源。
10.如權利要求1-9中任一項所述的數字式眼鏡應力測試儀，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】G01L1/24GK203432721SQ201320541938
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月26日 優先權日:2013年8月26日
【發明者】蔡守東, 郭曙光, 代祥松, 唐必亮, 廖淵 申請人:深圳市斯爾頓科技有限公司
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