眼镜片折射率和中心厚度测量技术研究.pdfVIP

摘要

摘要

屈光不正患者群体的发展为验光配镜行业带来巨大的前景。受眼镜厂商委托，

为满足消费者对眼镜片材料和厚度信息的需求，本文研发了一台基于时域相干层

析（OCT）技术的眼镜片折射率和中心厚度测量仪。该测量仪可在配镜场景下，

现场测量眼镜片的折射率和中心厚度，区分四种（折射率1.56、1.60、1.67、1.74）

以上市面上常用的眼镜片树脂材料。本文的创新性研究内容包括：

1.本文基于腔式测量结构，构建了眼镜片光轴与系统光轴不同共轴程度、不

同镜片参数、不同腔式长度的误差数学模型；提出一套光轴调节方案和对应的调

节系统；根据模型和仿真分析，对关键器件进行选型，并搭建了眼镜片光轴调节

系统；该系统眼镜片的折射率测量精度达±0.001，厚度测量精度达±2μm，满足

测量精度的需求。

2.本文对测量仪的光机结构和整机布局进行了设计。为满足测量仪的系统稳

定性需求，本文参考了柔性铰链结构，根据结构工作方向的刚度、光路调节要求、

边界条件和固有频率对光学延迟线模块的光学调整架进行设计。为满足测量仪的

测量简易度需求和对已加工眼镜片的测量需求，本文参考焦度计的镜片支座和固

定镜片支架对测量仪的测量模块进行设计。最后对整机布局进行设计。

本文按设计对眼镜片折射率和中心厚度测量仪进行了搭建，对测量界面进行

了设计，并对四种（折射率1.56、1.60、1.67、1.74）以上市面上常用的眼镜片

树脂材料进行测量。所有眼镜片均能稳定获得测量数据，眼镜片上下表面信号均

在探测深度的范围内；单块眼镜片的10次测量耗时在90s±10s；实现测量只有将

光斑挪至标定位这1项操作。测量仪的探测范围、测量灵敏度、测量简易度均达

到需求指标。测量仪对厚度的测量精度达±2μm，折射率的测量精度达±0.001，

满足测量精度的需求。测量仪经3次物流运输均能正常测量，运输后光学延迟线

信号峰峰值降低17%，信号形状无畸变，满足测量仪系统稳定性需求。

本项目基于时域OCT的腔式测量结构和光轴调节系统，创新性设计了一套

适用于眼镜片折射率和中心厚度测量仪的光学调整架和眼镜片测量模块，满足光

学调节需求的同时为测量仪的系统稳定性提供支持。本研究不仅提升了眼镜制造

I

摘要

与检验的效率，也为眼镜行业提供了一种低成本、操作简便的新型测量工具，填

补了关于眼镜片测量需求的空白，有助于推动行业技术进步和市场竞争力的提升。

关键词：眼镜片参数测量仪；时域相干层析技术；腔式测量结构；眼镜片光轴调

节；柔性铰链结构。

II

ABSTRACT

ABSTRACT

Entrustedbyeyeglassmanufacturersandinresponsetoconsumersdemandfor

informationonlensmaterialandthickness,thispaperhasdevelopedaneyeglasslens

refractiveindexandcentralthicknessmeasuringinstrumentbasedontime-domain

OpticalCoherenceTomography(OCT)technology.Thisdevicecanmeasurethe

refractiveindexandcentralthicknessofeyeglasslenseson-siteinanopticalfitting

scenario,distinguishingbetweenfour(refractiveindices1.56,1.60,1.67,1.74)or

morecommonresinmaterialsusedinlensesonthemarket.Themainresearch

contentsinclude:

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