非接觸自由曲面測量技術在隱形眼鏡模仁面形測量中的應用

日期：2025-08-30 12:22

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摘要：傳統(tǒng)眼鏡在美學、妝容以及光學性能上影響人們的生活質量，越來越多的人選擇佩戴隱形眼鏡。隱形眼鏡的邊緣視場更好，不會受潮有霧氣，也不用考慮鏡片的兼容性。由于全球市場的龐大需求，隱形眼鏡的產量也在不斷增長。模仁技術的引入可以實現(xiàn)鏡片生產的自動化，尤其是對于自由曲面透鏡，有效縮短了其制造周期。隱形眼鏡模仁的核心參數(shù)及其檢測的重要性模仁的品控對于鏡片的開發(fā)和生產十分關鍵，因為隱形眼鏡的材料既薄又軟，其形狀完全由模仁決定。為了滿足*小光學像差以及...

傳統(tǒng)眼鏡在美學、妝容以及光學性能上影響人們的生活質量，越來越多的人選擇佩戴隱形眼鏡。隱形眼鏡的邊緣視場更好，不會受潮有霧氣，也不用考慮鏡片的兼容性。由于全球市場的龐大需求，隱形眼鏡的產量也在不斷增長。模仁技術的引入可以實現(xiàn)鏡片生產的自動化，尤其是對于自由曲面透鏡，有效縮短了其制造周期。

隱形眼鏡模仁的核心參數(shù)及其檢測的重要性

模仁的品控對于鏡片的開發(fā)和生產十分關鍵，因為隱形眼鏡的材料既薄又軟，其形狀完全由模仁決定。為了滿足*小光學像差以及*大視場的要求，隱形眼鏡表面面形的種類繁多，有球面、非球面以及自由曲面等等。

自由曲面的隱形眼鏡由于其光學特性好，功能性強等特點，在全球的需求量不斷增長。然而，對于計量人員來說，為了在工業(yè)環(huán)境中優(yōu)化整個鏡片的生產流程，對模仁的精密檢測越發(fā)變得有挑戰(zhàn)性。主要原因不僅是要評估自由曲面的面形誤差，還要檢測光軸相對模仁邊緣的位置偏差。這對傳統(tǒng)的計量工具來說根本不可能完成，因為那些設備不僅缺乏靈活性，而且自由曲面的模仁并沒有參考軸。隨著自由曲面表面加工精度不斷提高，面形誤差要求已經小于微米級了，模仁的加工公差也因此越發(fā)苛刻。

透鏡的面形誤差是光學像差的核心參數(shù)，決定了隱形眼鏡的整體質量。自由曲面的面形誤差和相對模仁安裝軸的優(yōu)良位置偏差是兩個至關重要的參數(shù)，它們直接關系到隱形眼鏡的面形，影響成像的質量。

檢測技術

手機鏡頭模仁加工的苛刻需求要求相應的檢測技術能夠實現(xiàn)快速準確的3D非接觸式測量，并且具備大陡度和靈活的測量能力。大部分的模仁制造商采用接觸式的方法實現(xiàn)模仁的質量控制，這種測量方法在檢測軸與軸之間的相對位置關系上不夠靈活，例如模仁光軸和它的邊緣/安裝軸之間的位置偏差。傳統(tǒng)非接觸式檢測技術例如CSI (相干掃描干涉技術)，由于其陡度測量的受限，并不適合手機鏡頭模仁的測量。掃描共焦顯微術雖然陡度測量能力相較CSI有所提升，但是它在垂直方向測量范圍受限，并且測量時間太長，從而導致了其無法應用于隱形眼鏡模仁的檢測。

先進的基于多波長干涉技術（MWLI）的鏡頭模仁的計量工具

-LUPHOScan平臺

LUPHOScan平臺是一個基于多波長干涉（MWLI）、具有磚利技術的干涉掃描式檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)高精度的非接觸式三維面形測量，滿足諸如非球面透鏡等旋轉對稱表面的測量需求。它包含一個四軸掃描機構和一個非接觸式干涉測量傳感器。

球面、非球面以及其它旋轉對稱工件三維面形誤差檢測的基本原理是：測量傳感器在被測工件表面按照預設路徑進行掃描，同時被測工件自身進行旋轉。掃描過程中傳感器始終垂直于被測面，從而保證傳感器與被測點之間的距離保持恒定。利用多波長干涉?zhèn)鞲屑夹g可以靈活地測量優(yōu)良距離，即使被測工件表面存在缺口也可以實現(xiàn)檢測，因為該技術不受光束間斷的影響。

LUPHOScan測量的優(yōu)勢

? 非接觸式

? 3D

? 高速

? 高精度

? 操作靈活

LUPHOScan測量自由曲面

測量旋轉對稱表面時，測量傳感器始終垂直于工件表面，在Z-R平面內沿著理論設計曲線移動（平移和傾斜），與此同時，工件在氣浮主軸旋轉臺上高速旋轉。

當工件不具備旋轉對稱性時，其表面具有Y軸的切向陡度，而測量傳感器并不能在Z-Y平面內傾斜，所以傳感器并不能總是垂直于工件表面。LUPHOScan測量軟件會根據(jù)輸入的自由曲面自動優(yōu)化傳感器的運動軌跡，從而保證在工件旋轉的測量過程中，盡量減少切向陡度引起的誤差。