哈特曼法检测渐进多焦点镜片

　　1　引　言

　　随着渐进多焦点镜片的广泛应用,其相应的检测技术也在不断发展。由于渐进多焦点镜片的屈光度在整个表面范围内都不相同,且其面形是一种非轴对称的回转面,因此仅测量少数的点或母线对于评价渐进多焦点镜片的整个面形是远远不够的,必须测得整个面的面形分布,得到各个点的球光度及散光度等参数。

　　目前对渐进多焦点镜片的检测研究较多,主要的检测方法有:单点测量法[1]、莫尔偏折法[2]、朗奇光栅法[3]。单点测量法能精确给出各点信息,但它只能实时测出镜片的一个小区域中心的屈光度分布信息,不能给出整个面的屈光度分布信息,对于检测渐进多焦点镜片具有局限性。莫尔偏折法实现了对整个表面的测量,能给出整个面的信息,但对莫尔条纹的图像处理程序复杂,图像处理方法的准确性主要决定了测量的准确性。朗奇光栅法也能实现对整个表面的测量,但采样周期长,测量时间长,条纹的图像处理复杂,并且测量精度易受采样点选取的影响。本文提出哈特曼法用于检测渐进多焦点镜片,该方法原理简单,操作方便,能迅速测量镜片各点的信息。

　　2　哈特曼法测量原理

　　图1为哈特曼法测量眼镜片装置图。用平行的激光光束照明带小孔的哈特曼板,通过小孔的光线经过待测镜片发生偏转,在观察屏上形成一个点阵图,观察屏上的点与哈特曼板上的小孔相对应。用简单的光线追击法可计算出每个点相对应的待测镜片上各点度数,即可以得出各点相应的后顶点屈光度,从而得到整个镜片的屈光度分布图[4-7]

　　实现该测量方法,需要选取三条测试光线为一个测试单元。其中光线1必须通过待测镜片的光心O,使放入待测镜片前后光线1在观察屏上形成的光斑位置不变。光路中放入待测镜片之前,入射光线2,3在观察屏上形成的光斑位置分布为B,C;放入待测镜片之后,光线发生偏折,光斑位置分别移动到B′,C′两点。根据光斑移动情况可以分别测出待测镜片上对应点D,E处的屈光度。从球光度和散光度两方面考虑屈光度。

　　1)球光度

　　由几何关系可以得到后顶点焦距和球光度(后顶点屈光度)公式,分别为式(1)和式(2) ^[4,7]:

　　式中,TA为放入待测镜片前后,光线2在观察屏上的偏移量,S为入射光线2在待测镜片上的入射点D与光心O的相对距离,d为待测镜片与观察屏间距离。

　　2)散光度

　　散光镜片需要知道它的散光度。散光镜片可以分解为球面和柱面成分,表示为ADS/BDC×Φ,其中,A为球光度,B为散光度^[8] 。图3所示为探测镜片上的入射点。O为散光镜片的光心,Φ为散光镜片的轴位。(m1,n1)为入射光线2在待测镜片上的入射点D与光心O的相对位置。