光学检测设备的制作方法

本实用新型涉及一种光学检测设备，尤其涉及一种检测虚拟现实(Virtual reality)镜片的光学检测设备。

背景技术：

中国专利201510424415.6公开了一种光栅调制的镜片疵病自动检测装置和方法。这种光栅调制的镜片疵病自动检测装置包括图像获取装置，相机固定架，镜片固定架，光栅，直线丝杠导轨，平面背光源等组成。在这种光栅调制的镜片疵病自动检测装置中，图像获取装置安装在相机固定架上，图像获取装置在相机固定架上只能做沿着横向平移的运动。同时，镜片固定架是不可以移动的，被检测镜片在镜片固定架上的位置是固定不变的。光栅安装在直线丝杠导轨上，只能做沿着轴向平移的运动。平面背光源设置在光栅之下，与光栅分开设置。除此之外，图像获取装置、光栅以及平面背光源需要通过外接的运动控制卡、电机驱动器、步进电机和光源控制器等驱动或者控制才能完成检测。因此，这种光栅调制的镜片疵病自动检测装置的检测过程会存在检测盲点，导致检测精度低，同时这种装置的整体结构复杂，成本偏高。

虚拟现实技术VR(Virtual reality)，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般。自2014年Facebook以20亿美元收购虚拟现实技术公司Oculus以来，VR产业开始火爆，各大厂商纷纷推出VR产品，VR头盔便是目前市场上极为流行的一款VR产品，而头盔内部起光学成像作用的就是光学透镜。目前光学透镜主要采用塑胶非球面镜片或菲涅尔镜片，采用注塑成型工艺，对现有的VR镜片成像优劣检测，用人眼双目观察体验，受人的主观判定因素较大，效率低下，品质无法保证，因此开发一款能够定量检测塑胶非球面镜片或菲涅尔镜片的成像优劣的设备迫在眉睫。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光学检测设备，实现调节方便快捷，检测精度高，结构简单，成本低。

为实现上述目的，本实用新型提供一种光学检测设备，包括支持机构，可运动地支承在所述支持机构上的图像采集机构，位于所述支持机构旁且位于所述图像采集机构之下的标靶，位于所述图像采集机构和所述标靶之间的镜片承载装置，位于所述标靶旁用于支承所述镜片承载装置并且能够调节所述镜片承载装置的位置的支承机构；

所述支持机构、所述标靶和所述支承机构为从左到右的顺序依次设置。

根据本实用新型的一个方面，所述图像采集机构包括用于成像的工业镜头以及与所述工业镜头相互适配的用于处理图像信息的工业相机。

根据本实用新型的一个方面，所述支持机构包括支承座和支承在所述支承座上的旋转台；

所述支承座的截面呈L形；

所述支承座包括截面呈燕尾形状的且带有斜齿条的滑轨。

根据本实用新型的一个方面，所述旋转台包括可以沿着所述支承座上下移动的可位移部分和可旋转地支承在所述可位移部分上的可旋转部分；

所述旋转台还包括用于控制所述旋转台绕其中心轴线旋转的把手，可以与截面呈燕尾形状的且带有斜齿条的所述滑轨相配合的燕尾槽和斜齿轮，以及控制所述旋转台通过斜齿轮和斜齿条的相互啮合而上下移动的旋钮。

根据本实用新型的一个方面，通过所述把手调整所述可旋转部分的旋转角度为θ，并且满足0°＜θ＜60°。

根据本实用新型的一个方面，所述支持机构还包括用于连接所述旋转台和所述工业相机的第一转接板和第二转接板；

所述第一转接板呈四方形板状；

所述第二转接板的截面呈“工”字形。

根据本实用新型的一个方面，所述镜片承载装置包括用于盛放检测镜片的圆孔端和用于连接所述圆孔端并且支承在所述支承机构上的伸出端；

所述圆孔端安装有通用镜片支承座。

根据本实用新型的一个方面，所述支承机构包括用于支承所述镜片承载装置的Z轴调整平台，支承所述Z轴调整平台的支架以及支承所述支架的XY轴调整平台；

所述支架的截面呈L形；

所述支架包括截面呈燕尾形状的且带有斜齿条的导轨。

根据本实用新型的一个方面，所述Z轴调整平台包括可以与截面呈燕尾形状的且带有斜齿条的所述导轨相配合的燕尾槽和斜齿轮，以及控制所述Z轴调整平台通过斜齿轮和斜齿条的相互啮合而上下移动的调节旋钮。

根据本实用新型的一个方面，XY轴调整平台包括用于支承所述支架的载物台，用于调节所述载物台左右位置的左右调节旋杆，以及用于调节所述载物台前后位置的前后调节旋杆。

根据本实用新型的一个方面，所述标靶包括壳体，位于所述壳体内部的光源，位于所述光源之上的光源扩散板以及位于所述光源扩散板之上用于测试解像度的标板。

根据本实用新型的一种方案，支承座和支架的截面均呈L形，其长臂和短臂均与肋板相互固定连接，从而加强了支承座和支架的强度和稳定性，保证了本实用新型的光学检测设备的整体强度，从而保证检测的精度。

根据本实用新型的一种方案，支承座上的滑轨设置成截面呈燕尾形状且带有斜齿条的结构，旋转台上设置有与滑轨相互配合的燕尾槽以及斜齿轮，通过旋钮来控制齿轮齿条的啮合转动，从而控制旋转台在支承座上的上下位置，此过程调节方便快捷，位置精度高，从而保证了高的检测精度。同时也使得工业相机和工业镜头在竖直方向上的移动灵活，适应不同被检镜片对工业相机和工业镜头检测距离的要求。

根据本实用新型的一种方案，可旋转部分可以通过把手旋转角度，所以使得设备在检测镜片时可以根据检测需求调整角度，使得检测更具有灵活性，同时因为可以调整角度使得图像采集机构的取像范围更大，增加了检测范围，检测镜片不存在死角，检测精度更高，更可靠。

根据本实用新型的一种方案，第一转接板通过其中一端竖直安装在可旋转部分上，第二转接板垂直安装第一转接板的另一端上，且与可旋转部分为不同侧安装。这样的安装方式可以拉长纵向安装距离，使得工业相机的安装位置可以更高，从而增加了与工业相机相互匹配的工业镜头的安装空间，保证了工业相机和工业镜头能够位于标靶和镜片承载装置之上，操作空间更大，更换不同的工业相机或者工业镜头更加方便快捷，不会产生设备中的组件干涉，同时保证了检测的灵活性和检测精度。

根据本实用新型的一种方案，镜片承载装置采用栈桥式的伸出结构，简化了镜片承载装置的结构，节约了成本，且节约空间，使得各部分之间更加紧凑。采用通用镜片支承座，提升了本实用新型的镜片承载装置的通用性，从而能够承载不同规格的被检测镜片，增强了本实用新型的适用性，节约了生产成本。在本实用新型的工作过程中，通过取放通用镜片支承座就可以方便地整体更换被检测的镜片，提高工作效率，同时实现镜片的批量检测。

根据本实用新型的一种方案，支架上设有呈燕尾形状的且带有斜齿条的导轨，Z轴调整平台上设有与导轨相匹配的燕尾槽及斜齿轮。通过调节旋钮来控制齿轮齿条的啮合转动，从而控制Z轴调整平台在支架上的上下位置，从而精确调整通用镜片承载座相对于工业镜头之间的检测相对距离。调整Z轴调整平台的位置，使其与工业镜头之间的距离变大，不用移动工业镜头就可以方便取放通用镜片承载座，避免了工业镜头的干涉。同时，还能通过调整通用镜片承载座使被检测镜片能够清晰成像，避免更换被检测镜片后对工业镜头的调整，使本实用新型能够方便快捷地使用。此过程调节方便快捷，位置精度高，从而保证了高的检测精度。

根据本实用新型的一种方案，XY轴调整平台通过左右调节旋杆和前后调节旋杆的精确调节，可以实现支架前后和左右位置的精确调整。通过左右调节旋杆和前后调节旋杆的共同作用，实现精确调节XY轴调整平台所支承的支架的相对位置，从而实现工业镜头与下方的待测镜片之间相互位置的精确调整。XY轴调整平台的使用，使得通用镜片承载座上承载的被检测镜片都能快速方便地与工业镜头对准，而不用调整工业镜头的位置，提高了检测镜片的效率。

根据本实用新型的一种方案，黑箱的使用阻挡了外界光线对本实用新型检测过程的影响。保证了本实用新型检测结果的精确度。

根据本实用新型的一种方案，本实用新型的光学检测设备整体结构合理而且简单，成本低。

附图说明

图1是示意性表示根据本实用新型的光学检测设备的立体图；

图2是示意性表示根据本实用新型的光学检测设备的立体图；

图3是示意性表示根据本实用新型的标靶的侧视图；

图4是示意性表示可容纳根据本实用新型的光学检测设备的黑箱的立体图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

图1以立体图的形式示意性表示了根据本实用新型的光学检测设备。如图所示，光学检测设备包括图像采集机构1，支持机构2，标靶3，镜片承载装置4，支承机构5。在本实施方式中，图像采集机构1安装在支持机构2上，标靶3位于图像采集机构1的下方同时位于支持机构2的右侧。镜片承载装置4安装在支承机构5上，支承机构5位于标靶3的右侧，镜片承载装置4位于图像采集机构1和标靶3之间。在本实施方式中，标靶3呈四方形设置，支持机构2和支承机构5分别位于标靶3的两条相对的边的一侧。图像采集机构1为可运动地支承在支持机构2上，镜片承载装置4为可运动地支承在支承机构5上。

图2以立体图的形式示意性表示了根据本实用新型的光学检测设备。如图所示，图像采集机构1包括工业镜头101，工业相机102。在本实施方式中，用于成像的工业镜头101与用于处理图像信息的工业相机102相互适配。工业镜头101和工业相机102均符合光学设计要求，工业镜头101的视场角是接近或者稍微超过被测镜头的视场角的，入瞳位置与人眼的距离相当于人眼与镜片的距离。在本实施方式中，所选工业相机102的包括像素大小、芯片尺寸等均与工业镜头101相互匹配。

如图2所示，支持机构2包括支承座201，旋转台202，第一转接板203和第二转接板204。在本实施方式中，旋转台202可移动地支承在支承座201上。第一转接板203固定支承在旋转台202上，第二转接板204固定支承在第一转接板203上。同时，第二转接板204与工业相机102相互固定连接。从而实现旋转台202与工业相机102的共同移动，且旋转台202还可驱动工业相机102进行角度调整。

如图2所示，在本实施方式中，支承座201的截面呈L形，其长臂和短臂均与肋板相互固定连接，从而加强了整个支承座201的强度。肋板可以为三角形板、直角梯形板等。支承座201通过短臂固定支承于安装台上，其长臂保持竖直。在支承座201的长臂上设有与长臂的长度相等的滑轨2011，滑轨2011的截面呈燕尾形状且带有斜齿条。支承座201可以设置为一体件，当然也可以采用焊接、铆接等方式相互固定连接。

如图2所示，在本实施方式中，旋转台202是由可位移部分202a和可旋转部分202b组成的，可旋转部分202b固定支承在可位移部分202a上，可旋转部分202b能够随着可位移部分202a上下移动。在本实施方式中，旋转台202的可位移部分202a上设有与截面呈燕尾形状的滑轨2011相配合的燕尾槽，同时可位移部分202a上还设有与滑轨2011上的斜齿条相互啮合的斜齿轮。旋转台202通过可位移部分202a的燕尾槽与滑轨2011的相互配合的连接，同时，旋转台202中的斜齿轮与滑轨2011上的斜齿条相互啮合，通过控制旋转台202的可位移部分202a上设置的旋钮2022来精确地调整斜齿轮与斜齿条之间啮合的相对位置，从而调整旋转台202在滑轨2011上的相对位置，保证旋转台上下移动位置的精确度。从而保证了工业相机102随旋转台202在竖直方向上移动位置的精确度，同时使工业相机102在竖直方向上的移动灵活，适应不同被检镜片对工业相机102检测距离的要求。如图2所示，旋转台202中的可旋转部分202b固定支承于可位移部分202a上，旋转平台202的可旋转部分202b设有可以控制可旋转部分202b旋转角度的把手2021。通过转动把手2021就可以精确调整可旋转部分202b的旋转角度θ，在本实施方式中，可旋转部分202b的旋转角度为θ，并且满足0°＜θ＜60°的调整范围。在本实用新型中，因为旋转台202中的可旋转部分202b可以旋转角度，所以使得设备在检测镜片时可以根据检测需求调整角度，使得检测更具有灵活性，同时因为可以调整角度使得图像采集机构1的取像范围更大，增加了检测范围，检测镜片不存在死角，检测精度更高，更可靠。

如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，第一转接板203呈四方形板状，第二转接板204呈“工”字形。在本实施方式中，第二转接板204一端的端面与第一转接板203的一侧面相互固定连接，并且第二转接板204是靠近第一转接板203的一端固定安装的。即第二转接板204垂直支承于第一转接板203的一侧面的端部位置。第一转接板203另一侧面与旋转台202的可旋转部分202b相互固定连接，且旋转台202的可旋转部分202b位于第一转接板203的另一端，即远离第二转接板204的一端。即第二连接板204和旋转台202位于第一转接板203相对的两个侧面上，且分别位于第一转接板203的两端。如图中所示，第一转接板203竖直安装，这样的安装方式可以拉长纵向安装距离，使得工业相机102的安装位置可以更高，从而增加了与工业相机102相互匹配的工业镜头101的安装空间，保证了工业相机102和工业镜头101能够位于标靶3和镜片承载装置4之上，操作空间更大，更换不同的工业相机102或者工业镜头101更加方便快捷，不会产生设备中的组件干涉，同时保证了检测的灵活性和检测精度。

如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，镜片承载装置4包括圆孔端401、伸出端402和通用镜片支承座403。在本实施方式中，圆孔端401与伸出端402相互固定连接成一体结构。圆孔端401为圆环状平板，伸出端402为长条状平板，伸出端402的另一端固定支承于Z轴调整平台501上。通用镜片支承座403与圆孔端401中间的空心位置相匹配，且通用镜片支承座403可拆卸的放置在圆孔端401的空心位置。通用镜片支承座403位于工业相机102和工业镜头101的中心下方。镜片承载装置4采用这种栈桥式的伸出结构，简化了镜片承载装置4的结构，节约了成本，且节约空间，使得各部分之间更加紧凑。采用通用镜片支承座403，提升了本实用新型的镜片承载装置4的通用性，从而能够承载不同规格的被检测镜片，增强了本实用新型的适用性，节约了生产成本。在本实用新型的工作过程中，通过取放通用镜片支承座403就可以方便地整体更换被检测的镜片，提高工作效率，同时实现镜片的批量检测。

如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，支承机构5包括Z轴调整平台501、支架502和XY轴调整平台503。在本实施方式中，Z轴调整平台501可滑动的连接于支架502上，支架502固定支承在XY轴调整平台503上，XY轴调整平台503固定支承于安装台上。支架502截面呈“L”形，其短臂固定支承在XY调整平台503上，其长臂保持竖直。支架502的长臂和短臂均与加强肋板固定连接，从而增强支架502的强度和稳定性。支架502的长臂、短臂和加强肋板可采用一体的，当然，也可以为焊接、铆接等固定连接的。在支架502的长臂上设有截面呈燕尾形状的且带有斜齿条的导轨5021。导轨5021长度与支架502长臂的长度相同。

如图2所示，在本实施方式中，Z轴调整平台501设有与导轨5021燕尾形截面相匹配的燕尾槽，同时，Z轴调整平台501上设有可与导轨5021上的斜齿条相互啮合斜齿轮。Z轴调整平台501通过燕尾槽实现与导轨5021的配合连接，同时，斜齿轮与导轨5021上的斜齿条相啮合，改变斜齿轮与斜齿条啮合位置，实现Z轴调整平台501在支架502上位置的调整。当然为精确的控制Z轴调整平台501在支架502上的位移，在Z轴调整平台501上还设有控制斜齿轮转动的调节旋钮5022，通过旋转调节旋钮5022就可以精确地控制斜齿轮与斜齿条的相对啮合位置，从而精确地改变Z轴调整平台501在支架502上的位置。通过精确控制Z轴调整平台501在支架502上的位置，从而精确调整通用镜片承载座403相对于工业镜头101之间的检测相对距离。调整Z轴调整平台501的位置，使其与工业镜头101之间的距离变大，不用移动工业镜头101就可以方便取放通用镜片承载座403，避免了工业镜头101的干涉。同时，还能通过调整通用镜片承载座403使被检测镜片能够清晰成像，避免更换被检测镜片后对工业镜头101的调整，使本实用新型能够方便快捷地使用。

如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，XY轴调整平台503包括载物台5031、左右调节旋杆5032和前后调节旋杆5033。在本实施方式中，载物台5031上端与支架502的短臂相互固定连接，其下端固定支承于安装台上。旋转左右调节旋杆5032就可以精确调整载物台5031的左右位置(即图中左右方向上的位置)，从而实现支架502左右位置的精确调整，旋转前后调节旋杆5033就可以精确调整载物台5031的前后位置(即图中上下方向上的位置)，从而实现支架502前后位置的精确调整。通过左右调节旋杆5032和前后调节旋杆5033的共同作用，实现精确调节XY轴调整平台503所支承的支架502的相对位置，从而实现工业镜头101与下方的待测镜片之间相互中心位置的精确调整。XY轴调整平台503的使用，使得通用镜片承载座403上承载的被检测镜片都能快速方便地与工业镜头101对准，而不用调整工业镜头101的位置，提高了检测镜片的效率。

图3示意性表示了根据本实用新型的标靶的侧视图。根据本实用新型的一种实施方式，标靶3包括壳体301，光源302、光源扩散板303和标板304。在本实施方式中，标板304、光源扩散板303和光源302从上到下依次设置，标板304与壳体301形成一密闭空间，光源302和光源扩散板303位于标板304和壳体301形成的密闭空间内。光源302采用LED环带均匀光源，标板304为具有纵横线条的菲林标板。

图4示意性表示可容纳根据本实用新型的光学检测设备的黑箱的立体图。根据本实用新型的一种实施方式，黑箱6整体呈方形的中空箱体。在本实施方式中，如图4中所示，黑箱6底部有与安装台相匹配的敞口，黑箱6通过敞口直接装在安装台上。在本实施方式中，黑箱前侧面设置有一个可以上下移动的移门，黑箱6将安装台上的设备均纳入其箱体内，被测镜片放入或者取出时，上下移动上述移门可打开或者关闭黑箱。打开时，将被测镜片放入设备中的相应位置处，放置好以后将移门关闭，使其与安装台形成一密闭空间。黑箱6的使用阻挡了外界光线对本实用新型检测过程的影响。保证了本实用新型检测结果的准确。

上述内容仅为本实用新型的具体实施方式的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。