一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法，属于眼睛片检测技术领域；本发明专利技术采用光栅分光检测法，可以对屈光度范围为+25D至‑25D的眼镜片进行颜色的准确测量。可以实现对流水生产线上的眼镜片的三刺激值和透射比进行实时在线检测，并对不合格产品进行实时警告。本发明专利技术通过对眼镜片的关键参数三刺激值、蓝光透射比和光透射比进行实时监测，实现对眼镜片的品质控制。

【技术实现步骤摘要】
一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法
本专利技术涉及眼镜片检测领域，具体涉及一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法。
技术介绍
颜色测量在科研、生产以及生活等各方面一向有着广泛的应用。随着科学技术的进步与经济的发展，人们对产品颜色的指标要求也越来越高，颜色差异会直接影响产品质量等级。近年来，国内外颜色相关行业，如纺织印染、油墨印刷，染料制造等，产品颜色的正确与否是一个至关重要的质量指标。这些部门需要对颜色质量进行检测和监控，把颜色参数作为对产品分类、划分等级的依据。在批量化生产中，确保同一批次产品及不同批次产品的颜色指标一致则十分重要。产品颜色与标准试样颜色的偏差超标，将会造成次品或废品，给企业带来严重的经济损失。使用颜色测量仪器来代替人眼分辨颜色可以有效地提高产品质量，而且为计算机配色提供了前提条件。颜色是一个心理物理量。人们对于颜色的感知是通过人眼接收物体反射或透射的光信号来认识的。颜色持性是个三变量的函数，可以通过颜色的三要素来描述:明度、色调、色饱和度。光源颜色是由光源的光谱分布决定的。物体颜色由物体表面的光谱特性决定。但是，人眼对于物体表面光谱特性相同的物体通常并不一定有相同的颜色感觉，另外一个影响人眼颜色感觉的关键因素是物体表面光空间分布的几何特性。几何特性的描述较为复杂，不同行业的关注点不同，也采用不同的描述和测量方法，例如物体表面光泽度、桔皮度等。经过多年来科学家们的实验积累，国际照明委员会(CIE)组织提出了一系列标准化的色度学系统。其中不仅包括相应的颜色表达方法，还有一系列标准的精确的光学检测模型、计算方法以及各种标准测色方法。以色度学原理为基础，各类测色仪器以CIE的标准为参考对物体或者光源进行测量可以得到客观的评价。其意义在于量化了物体表面或光源颜色，为产品的设计，生产控制提供了便捷有效的标准与途径，更有利于工业化行业标准制定。颜色测量主要有三种方法：目视法，分光光度法和光电积分法。目视法是一种最基本最传统的测色方法。由CIE(国际标准照明委员会)规定的标准色度观察者在标准照明条件下对被测物进行目测，并与标准色度图进行对照得出色度参数。由于人眼不能准确识别细微的差别和观测的主观性，这种方法己很少使用。分光光度法是一种精确的测色方法。通过对光源的光谱功率分布或物体反射光的光谱功率进行测量，利用测得的数据计算得到物体在各种标准光源和标准照明体下的三刺激值。这种方法通过探测物体的光谱成分确定其颜色参数，因此测得的精度非常高。但是用此方法实现的系统构成复杂、操作繁琐、成本较高，适用于要求较高的测色与配色场合。光电积分法是一种模拟人眼三刺激值特性的测色方法。通过把探测器的光谱响应，匹配成CIE标准色度观察者光谱三刺激值曲线，或某一特定的光谱响应曲线，来对被测量的光谱功率进行积分测量。用光电积分法制作的仪器虽然不能精确测出物体的三刺激值和色品坐标，但能准确测出两个物体之间的颜色差别，又被称为色差计。然而，目前测色仪器主要应用于化工、食品、塑料、建筑、印刷、涂料、油漆油墨、纺织服装等行业的颜色管理领域，主要是对不透明物体，例如彩色纸张，测量其表面的漫反射，散射光信息进行测量颜色。而对于眼镜领域，由于眼镜片的高透光性和镜面反射特性，此类仪器则不能很准确的进行颜色测量。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法。本专利技术方法采用光栅分光检测法，可以对屈光度范围为+25D至-25D的眼镜片进行准确测量。可以实现对流水生产线上的眼镜片的颜色(三刺激值)进行实时在线检测，并对不合格产品进行实时警告。除可实现三刺激值测量外，还可以对眼镜片的关键参数如蓝光透射比和光透射比进行实时监测，实现对眼镜片的品质控制。本专利技术的技术解决方案如下：本专利技术的方法基于以下装置实现，该装置包括测量系统T和定位系统D。所述的测量系统T包括光源发出的光经过积分球充分匀光(挡板防止光源的光直接反射至出射窗口)后经过出射窗口通过第一滤光片，然后通过第一透镜准直后的光经过小孔光阑进行空间滤光，然后通过快门入射至待测眼镜片，通过待测眼镜片的透射光依次通过第二透镜、变倍镜组、补偿镜组、第二滤光片、分光镜的透射后会聚至第一狭缝处进行空间滤光，然后经过第三透镜准直后入射至光栅表面，通过光栅的分光作用，不同波长的光分别经过第四透镜会聚通过第二狭缝后入射至探测器。所述的第二狭缝通过步进电机的控制可以沿垂直光路方向精密移动进行空间滤光，保证不同波长的光可以依次通过第二狭缝后入射至探测器。经过分光镜的另一路反射光入射至光电二极管阵列。所述的定位系统D包括信号发生器和信号探测器。信号发生器和信号探测器位于流水线两侧，信号探测器的中心和第二透镜的中心的垂直距离为待测眼镜片的半径长度。眼镜片生产流水线中间设置一狭缝，保证从所述的快门出射的光可以到达待测眼镜片，以及信号发生器发出的信号能够到达信号探测器。所述的快门、变倍镜、补偿镜、探测器、步进电机、光电二极管阵列、信号发生器、信号探测器、流水线分别和电脑相连。所述的光源采用CIE标准照明体D65光源。所述的积分球内涂层材料选用硫酸钡，直径范围0.5m至2m，入射窗口和出射窗口选用石英玻璃材料。所述的第一滤光片、第二滤光片的透过波长范围360nm至830nm，平均透过率大于95％。所述的第一透镜、第二透镜、变倍镜组、补偿镜组、第三透镜、第四透镜均采用石英玻璃材料。所述的小孔光阑通光孔径可调，可调范围1cm至7cm。所述的第二透镜距离待测眼镜片的距离范围为2～10cm。所述的分光镜分光波段360nm至830nm，透射率为10％，反射率为90％。所述的分光镜与第一狭缝之间的距离和分光镜与光电二极管阵列之间的距离保持一致。所述的第一狭缝与第二狭缝的缝宽可调，且二者缝宽保持一致。所述的第三透镜和第四透镜焦距相等。所述的光栅采用闪耀光栅，分光波段360nm至830nm。所述的光电二极管阵列采用对360nm至830nm波段敏感的N*N个光电二极管阵列组成。所述的信号探测器与第二透镜沿垂直于测量光路的中心距离等于待测眼镜片的半径。利用上述装置进行测量眼镜片三刺激值和透射比的方法，包括下列步骤：步骤1、在眼镜片生产过程中，待测眼镜片在流水线上前进，当待测眼镜片的前边缘移动到信号发生器和信号探测器之间时，由于待测眼镜片的遮挡使得信号探测器探测不到信号发生器发出的信号，此时信号探测器输出低电平信号，说明待测眼镜片已经移动到合适的位置，触发测量。步骤2、电脑收到信号探测器发出的低电平信号后，控制流水线停止运动开始进行测量。打开快门，使得光源发出的光经过匀光准直后通过待测眼镜片，透射光依次通过第二透镜、变倍镜组、补偿镜组、第二滤光片、分光镜入射至光电二极管阵列。电脑控制变倍镜组、补偿镜组移动，使入射至光电二极管阵列的会聚光斑大小发生改变，当光电二极管阵列中的N*N个光电二极管中能探测到光信号的光电二极管的个数最少时，此时会聚效果最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、当待测眼镜片(8)的前边缘移动到信号发生器(22)和信号探测器(23)之间时，由于待测眼镜片(8)的遮挡使得信号探测器(23)探测不到信号发生器(22)发出的信号，此时信号探测器(23)输出低电平信号；/n步骤2、电脑(25)收到信号探测器(23)发出的低电平信号后，控制流水线(24)停止运动开始进行颜色测量，获得不同波长的光对应的光功率值得到待测眼镜片(8)的透射光谱功率分布函数f

【技术特征摘要】
1.一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、当待测眼镜片(8)的前边缘移动到信号发生器(22)和信号探测器(23)之间时，由于待测眼镜片(8)的遮挡使得信号探测器(23)探测不到信号发生器(22)发出的信号，此时信号探测器(23)输出低电平信号；
步骤2、电脑(25)收到信号探测器(23)发出的低电平信号后，控制流水线(24)停止运动开始进行颜色测量，获得不同波长的光对应的光功率值得到待测眼镜片(8)的透射光谱功率分布函数f1(λ)，待f1(λ)测量结束后，电脑(25)控制快门(7)关闭，同时控制流水线(24)开始运动；
步骤3、待测眼镜片(8)继续在流水线(24)上前进，当待测眼镜片(8)的后边缘移动出信号发生器(22)和信号探测器(23)之间时，此时信号探测器(23)输出高电平信号；
步骤4、电脑(25)收到信号探测器(23)发出的高电平信号后，控制流水线(24)停止运动开始进行背景测量，获得不同波长对应的光功率值得到背景透射光谱功率分布函数f2(λ)，f2(λ)测量结束，电脑(25)控制快门(7)关闭，同时控制流水线(24)开始运动；
步骤5、电脑(25)进行数据处理：计算待测镜片的三刺激值以及蓝光透射比、光透射比。


2.根据权利要求1所述的一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法，其特征在于，所述步骤2中颜色测量、获得不同波长的光对应的光功率值得到待测眼镜片(8)的透射光谱功率分布函数f1(λ)的具体方法如下：
步骤2.1，打开快门(7)，使得光源(1)发出的光经过匀光准直后通过待测眼镜片(8)，透射光依次通过第二透镜(9)、变倍镜组(10)、补偿镜组(11)、第二滤光片(12)、分光镜(13)入射至光电二极管阵列(21)；电脑(25)控制变倍镜组(10)、补偿镜组(11)移动，使入射至光电二极管阵列(21)的会聚光斑大小发生改变，当光电二极管阵列(21)中的N*N个光电二极管中能探测到光信号的光电二极管的个数最少时，保持此时的变倍镜组(10)和补偿镜组(11)的位置不动；
步骤2.2，经过所述的步骤2.1对变倍镜组(10)和补偿镜组(1)位置优化后，光源(1)发出的光经过匀光准直后通过待测眼镜片(8)，透射光次通过第二透镜(9)、变倍镜组(10)、补偿镜组(11)、第二滤光片(12)、分光镜(13)的透射后会聚至第一狭缝(14)处进行空间滤光，然后经过第三透镜(15)准直后入射至光栅(16)表面，通过光栅(16)的分光作用，不同波长的光分别经过第四透镜(17)会聚通过第二狭缝(18)后入射至探测器(19)；
步骤2.3，控制第二狭缝(18)移动，使不同波长的光依次入射至探测器(19)，记录每一个波长对应的光功率值得到待测眼镜片(8)的透射光谱功率分布函数f1(λ)。


3.根据权利要求1所述的一种测量眼镜片三刺激值和透射比的方法，其特征在于，所述步骤4中进行背景测量，获得不同波长对应的光功率值得到背景透射光谱功率分布函数f2(λ)的具体方法如下：
步骤4.1，打开快门(7)，使得光源(1)发出的光经过匀光准直后通过流水线(24)的狭缝，透射光依次通过第二透镜(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋俊平，佟艳群，焦飞宏，张霏霏，周志强，
申请(专利权)人：江苏汇鼎光学眼镜有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32