[发明专利]自由曲面镜片曲率测量装置及其应用

说明书

本发明公开了一种自由曲面镜片曲率测量装置，用于夹装待测自由面镜片或其毛坯料的夹具安装于由包括四个维度方向的移动平台上，移动平台作X向、Y向、Z向和O向动作，以确定夹具的位置，使待测自由面镜片或其毛坯料到达所需测量位置，可以有效快速的测量关键曲面的曲率，进而可以对设备和工艺水平进行评估，方便及时进行干预。本测量方法巧妙的利用了加工中镜片特性，保持测量设备和生产设备相同的基准线，通过简易的设备可以高精度的实现测量，而又避免了现存市面上昂贵设备为了解决设备的基准和稳定性而大量投入的问题。

技术领域

本发明属于测量领域，具体是涉及一种用于测量自由曲面镜片曲率的装置。

背景技术

镜片的制造依赖玻璃模具形成光学面弯，相应的光学设计全部体现在玻璃模具。非球曲面和多焦点渐进镜片从校正像差，增加屈光不正患者视野方面，给消费者提供了更高质量的产品和视觉体验，但是，相应的玻璃模具的设计和加工乃至镜片毛坯和成品的测量的难度都非常高。

随着自由曲面(Freeform)加工技术的到来，自由曲面因其任意的多个表面形状实现了多种功能，可以简化光学系统结构，减少光学元件数目，适合于高度近视、远视、散光和渐进的镜片消费品的定制化，以及应用于高端光学成像系统中。Freeform配合现代光学计算软件，可以精确的计算出镜片表面曲率分布，找出最合适的表面曲率分布。然而，在使用Freeform加工过程中，镜片曲面的面弯或曲率在实际生产中因为各种原因容易出现一些偏差，导致度数不良而报废，也是很多定制化生产过程中所面临的比较头痛的问题。要解决加工工艺的精度问题，首先需要能够检验模具成型镜片的各种参数是否合格，特别是即将成型镜片(毛坯镜片)的面弯或曲率的准确测量，才能抽丝剥茧地在镜片成品之前进行防患性地筛查工艺制造过程中的缺陷，及时中断后续加工流程，以避免大量废品产生而造成的重大损失。

现在市面上的镜片测量设备，一般分为两种测量类型：接触式(机械式)和激光点阵。接触式如Isara400、MarSurf LD260、CALIGO、UA3P 3DProfilometer和Taylor HobsonPGI等。如中国专利文献CN113124774A公开了一种三维面形扫描系统，以激光传感器测量的相对距离为Z轴、以激光传感器光斑水平运动距离为X轴和以中控旋转组件的旋转角度为Y轴，进行曲面镜局部面形误差测量，这种接触式测量设备精度低，仅能适应于规则曲面的测量。激学点阵式如Dural LensMap和MarForm MFU200。如中国专利文献CN111240010A公开了一种自由曲面测量系统，通过激光束双级补偿镜，再配合图像算法得出测量结构，系统设备复杂且昂贵，动辄数十万甚至数百万，并且个别提供的数据为点阵云或者屈光度信息，并不能为Freeform加工过程缺陷提供直观的参考，而且，激光点阵系统设备只能应用于成品镜片的测量(毛坯镜片没有反射面)，若成品镜片不合格，则批量产品全部报废。

现有的曲面测量技术，着重在成品后的测量，对于使用面没办法精准的定位及测量，且测量出来的数据没有办法参考来改善在线工艺。原有测量仪均是激光、电子式的仪器，只能应用于成品的光滑待测表面，而针对成品前的毛坏料，由于毛坏料的待测表面属于粗糙面，显然，传统的激光、电子式仪器压根没有用武之地，因此，针对生产过程中的质量把控一直存在未攻克难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快速测量、精准度高、低成本、实时检验模具参数的自由曲面镜片曲率测量装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种自由曲面镜片曲率测量装置，包括用于夹装待测自由面镜片或其毛坯料的夹具，所述夹具安装于由包括四个维度方向的移动平台上，移动平台作X向、Y向、Z向和O向动作，以确定夹具的位置，使待测自由面镜片或其毛坯料到达所需测量位置。

进一步地，所述移动平台包括X向移动平台、Y向移动平台、Z向升降平台和O向旋转平台。