CN114199525B - 一种集成式透镜测量装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种集成式透镜测量装置及其测量方法，通过设置紫外光液晶显示器上显示的紫外光结构光信息经过待测透镜一侧表面反射后进入第一相机组，同时，紫外光可见光转换液晶显示器上显示的可见光结构光信息经过待测透镜两个表面折射后进入第一相机组；紫外光可见光转换液晶显示器上显示的紫外光结构光信息经过待测透镜另一侧表面反射后进入第二相机组。借助相机成像参数标定结果以及光线反射定律，分别计算出在同一坐标系下透镜两表面的三维形貌，则透镜厚度信息可以作差求得。此外相机通过透镜两表面两次折射观察到紫外光可见光转换液晶显示器的可见结构光信息，根据折射定律与几何约束即可通过求解透镜折射率。
Description
技术领域
本发明涉及光学领域，尤其涉及一种透镜测量装置及方法。
背景技术
相位测量偏折术是一种基于结构光编码、相移技术和波前重建算法的非接触式面形检测技术。然而对于透明元件，当内反射存在时，前后表面同时存在光的反射，影响了条纹相位的准确提取。常规相位测量偏折术测量透镜面形常采用粗糙化或黑化元件下表面的方法对待测透明元件进行预处理，然而该方法仅能测量透明元件上下两个表面的其中一个。即使将该透明元件上下表面反转进行测量，则两次测量得到的透明元件上下表面坐标系不统一，因而无法获得透镜元件厚度信息。
S等(Burke J,Heizmann M.Infrared deflectometry for the inspectionof diffusely specular surfaces[J].Advanced Optical Technologies,2016,5(5-6):377-387.)提出了使用红外光对透明材料进行测量，然而其使用的投影设备为预热板、预热线或红外二极管阵列，测量效率或分辨率低。
针对大部分有机树脂与玻璃材料，其对于紫外光线有很好的吸收作用。针对该问题，Sprenger D等(Faber C,Seraphim M,G.UV-Deflectometry:No parasiticreflections[C]//Proc.DGaO.2010,111:A19.)首先提出了一种紫外光偏折术，其使用紫外光源，可移动狭缝与相机组成了该***。然而，该方法需要将狭缝沿水平与竖直方向移动若干位置，以实现紫外光源透过狭缝形成的光条在透镜表面的扫掠，测量耗时长且结构复杂。同时，能否准确提取光条中心位置也是影响测量结果是否准确的决定性因素。
Wang,R等(Li,D.,Li,L.,Xu,K.,Tang,L.,Chen,P.,&Wang,Q.(2018).Surfaceshape measurement of transparent planar elements with phase measuringdeflectometry.Optical Engineering,57(10),104104.)提出了一种使用傅里叶变换的方法，来消除透镜上下表面同时反射条纹信息的混叠，然而该方法仅适合较厚的平板透明元件。
Lampalzer R等(Method and apparatus for the three-dimensionalmeasurement of the shape and the local surface normal of preferably specularobjects:U.S.Patent 8,284,392[P].2012-10-9.)公开了一种涵盖可见光、红外与紫外波段的相移偏折术，其被用来测量镜面表面或透件的其中一个表面。并且而其认为结构光显示设备为平面，然而液晶显示器等显示设备往往不是理想平面，其存在一定的平面度偏差。
发明内容
发明目的：提供一种在同一坐标系下的集成式透镜测量装置及其测量方法，测量结果准确。
技术方案：一种集成式透镜测量装置，包括设置在待测透镜一侧的第一相机组及紫外光液晶显示器、对应设置在待测透镜另一侧的第二相机组及紫外光可见光转换液晶显示器；
其中，所述紫外光液晶显示器上显示的紫外光结构光信息经过待测透镜一侧表面反射后进入第一相机组，同时，所述紫外光可见光转换液晶显示器上显示的可见光结构光信息经过待测透镜两个表面折射后进入第一相机组；所述紫外光可见光转换液晶显示器上显示的紫外光结构光信息经过待测透镜另一侧表面反射后进入第二相机组。
在测量装置中，待测透镜不仅可以被认为是一个绝对平面结构，而且可以被考虑为一个具有面形的立体结构。
进一步，所述紫外光液晶显示器和紫外光可见光转换液晶显示器上显示的紫外光波长范围为10～400nm，属OKP-1、PMMA、钠钙玻璃等透镜常用制成材料能将此波段的紫外光几乎完全吸收。
进一步，所述紫外光液晶显示器和紫外光可见光转换液晶显示器包括采用紫外灯管作为背光的液晶显示器、采用紫外发光二极管(LED)作为背光的液晶显示器、采用作为紫外发光灯珠(LED)作为背光的液晶显示器、采用紫外投影仪(DLP)作为背光的液晶显示器或采用紫外有机发光二极管(OLED)自发光的液晶显示器。
进一步，所述紫外光液晶显示器和紫外光可见光转换液晶显示器上设置匀光膜、匀光透镜或导光板，用于使屏幕亮度更加均匀。
进一步，所述紫外光液晶显示器及紫外光可见光转换液晶显示器均至少设置一台。
进一步，所述紫外光可见光转换液晶显示器对于紫外光、可见光转换过程的实现，包含切换液晶屏背后的紫外光背光光源与可见光背光光源。
进一步，所述紫外光可见光转换液晶显示器可替换为独立的紫外光液晶显示器和可见光液晶显示器。
一种集成式透镜测量方法，包括以下步骤：
(1)搭建测量装置，对测量装置进行标定和位置调试；
(2)在紫外光液晶显示器上显示紫外光结构光信息，对第一相机组采集的经透镜一侧表面反射调制后的紫外光结构光信息进行绝对相位展开，求解第一相机组每个像素接收到的紫外光线是由紫外光液晶显示器的某个位置显示发射出的；
(3)利用相机成像模型、***几何关系与反射定律，求解透镜一侧表面面形；
(4)在紫外光可见光转换液晶显示器上显示紫外光结构光信息，对第二相机组采集的经透镜另一侧表面反射调制后的紫外光结构光信息进行绝对相位展开，求解第二相机组每个像素接收到的紫外光线是由紫外光可见光转换液晶显示器的某个位置显示发射出的；
(5)利用相机成像模型、***几何关系与反射定律，求解透镜另一侧表面面形；
(6)已知透镜两侧的表面面形，二者作差获得透镜厚度；
(7)在紫外光可见光转换液晶显示器上显示可见光结构光信息，对第一相机组采集的经透镜两侧表面折射调制后的可见光结构光信息进行绝对相位展开，求解第一相机组每个像素接收到的可见光线是由紫外光可见光转换液晶显示器的某个位置显示发射出的；
(8)根据被测透镜两侧表面面形与折射定律求解折射角，以***几何关系与折射定律作为约束，通过最优化或暴力搜索折射率，求解透镜的折射率。
进一步，步骤(2)(4)(7)采用时间相位解包裹算法获得相机组每个像素对应拍摄到的显示器像元的位置
进一步，步骤(3)(5)通过相机内参标定，可获得相机组内参照相机某一像素对应的射线，在射线上搜索高度，使此高度下该相机组内的其他相机对应接收到的入射光线与出射光线满足反射定律，并满足相机组内所有相机在该点的法矢一致，获得该像素对应的透镜高度，找到参照相机所有像素对应的透镜高度，最终得到透镜对应侧表面面形。
由以上本发明的方案可见，本发明的显著优点在于：
1、引入紫外光对透镜进行测量。充分利用透镜材料对波长紫外光几乎完全吸收的特性，利用紫外光照排除了透镜底面反射光对上表面的影响，实现透镜上下表面的准确测量。在透镜底部放置紫外光/可见光转换液晶显示器显示可见光，则相机可通过透镜上下表面两次折射观测到的可见结构光信息。有了在同一坐标系下透镜上下表面的三维形貌，则透镜厚度信息显然也可以作差求得。由于透镜上下表面已经被测量出来，通过相机通过透镜上下表面两次折射观察到紫外光/可见光转换液晶显示器的可见结构光信息，根据折射定律与几何约束即可通过求解透镜折射率。
2、利用液晶显示器像元等间距整行整列排布的特性，能够更加方便、准确的利用液晶显示器投影出准确的条纹图像信息，进一步地保证了后续测量结果地准确性。
3、本发明首先利用相机采集经透镜上表面反射调制后的紫外光液晶显示器显示的紫外结构光，通过条纹相位解算得到的绝对相位，获得相机每个像素拍摄到的光线对应于紫外光液晶显示器的像元位置。由于液晶显示器像元等间距整行整列排布的特性，在已知像元间距的前提下，根据像元位置即可获得紫外光液晶屏幕上光线出射点的二维尺寸物理坐标。进一步利用紫外光液晶屏幕相对于相机位置的标定结果以及紫外光液晶屏幕的面形标定结果，可以获得紫外光液晶屏幕上光线出射点的三维尺寸物理坐标。其次利用相机采集经透镜下表面反射调制后的紫外光/可见光转换液晶显示器显示的紫外结构光，通过条纹相位解算得到的绝对相位，获得相机每个像素拍摄到的光线对应于紫外光/可见光转换液晶显示器的像元位置。由于液晶显示器像元等间距整行整列排布的特性，在已知像元间距的前提下，根据像元位置即可获得紫外光/可见光转换液晶显示器上光线出射点的二维尺寸物理坐标。进一步利用紫外光/可见光转换液晶显示器相对于相机位置的标定结果以及紫外光/可见光转换液晶显示器的面形标定结果，可以获得紫外光/可见光转换液晶显示器上光线出射点的三维尺寸物理坐标。借助相机成像参数标定结果、以及光线反射定律，通过计算机分别计算出透镜上下表面三维形貌。透镜上下表面位于同一坐标系，作差可获得透镜厚度信息。利用相机采集经透镜上下两表面折射调制后的紫外光/可见光转换液晶显示器显示的可见结构光，通过相位解算得到的绝对相位，获得相机每个像素拍摄到的光线对应于紫外光/可见光转换液晶显示器的像元位置。由于液晶显示器像元等间距整行整列排布的特性，在已知像元间距的前提下，根据像元位置即可获得紫外光/可见光转换液晶显示器上光线出射点的二维尺寸物理坐标。进一步利用紫外光/可见光转换液晶显示器相对于相机位置的标定结果以及紫紫外光/可见光转换液晶显示器的面形标定结果，可以获得紫外光/可见光转换液晶显示器上光线出射点的三维尺寸物理坐标。借助相机成像参数标定结果以及光线折射定律，通过计算机计算出透镜折射率。
4、在精度方面，因为考虑了结构光投影设备的三维形貌，因此其对透镜上下表面及其厚度的测量结果也更加准确。
附图说明
图1为本发明测量装置的结构示意图；
图2为透镜上表面测量原理示意图；
图3为透镜下表面测量原理示意图；
图4为透镜折射率测量原理示意图；
图5为测量装置四台相机、紫外光液晶显示器及紫外光/可见光转换液晶显示器相对位置关系标定结果示意图；
图6为紫外光液晶显示器面形的标定结果示意图；
图7为紫外光/可见光转换液晶显示器面形的标定结果示意图；
图8为透镜上表面面形测量结果示意图；
图9为透镜下表面面形测量结果示意图；
图10为透镜厚度测量结果示意图；
图11为透镜折射率测量结果示意图。
具体实施方式
一种集成式透镜测量装置，如图1所示，包含四台相机(两台相机1、2作为第一相机组，两台相机3、4作为第二相机组)、一台紫外光液晶显示器5、一台紫外光/可见光转换液晶显示器6、待测透镜8以及一台连接所有相机1、2、3、4、紫外光液晶显示器5和紫外光/可见光转换液晶显示器6的计算机7。其中，相机1、2、3、4为紫外增强相机，且可同时感应可见光与紫外光，紫外光波段覆盖365nm；计算机7用于控制两个液晶显示器5、6结构光信息的显示、四个相机1、2、3、4的图像采集控制，并进行计算以获得测量结果；紫外光液晶显示器5上显示的紫外光波长为365nm，采用紫外LED作为背光，分辨率为1920×1080；紫外光/可见光转换液晶显示器6上显示的紫外光波长为365nm，采用紫外LED和白光LED作为背光，分辨率为1920×1080；待测透镜8折射率均匀、厚度约为10mm、材质为聚碳酸酯。
四个相机1、2、3、4、紫外光液晶显示器5、紫外光/可见光复合液晶显示器6通过机械装置固定，以保持相对位置关系不变。第一相机组的两台相机1、2以及紫外光液晶显示器5设置在待测透镜8上方，第二相机组的两台相机3、4以及紫外光/可见光复合液晶显示器6设置在待测透镜8下方。第一相机组下对应设置了第二相机组的两台相机3、4，紫外光液晶显示器5下对应设置了紫外光/可见光转换液晶显示器6。紫外光液晶显示器5显示的紫外光结构光经过待测透镜8上表面反射后的结构光信息进入第一相机组，紫外光/可见光复合液晶显示器6上显示的可见光结构光经过待测透镜8上下表面折射后的结构光信息同时进入第一相机组；紫外光/可见光复合液晶显示器6显示的紫外光结构光经过待测透镜8下表面反射后的结构光信息进入第二相机组。
采用上述测量装置的集成式透镜两表面面形、厚度及折射率的测量方法，具体步骤如下：
(1)搭建测量装置：
将紫外光液晶显示器5与第一相机组的两台相机1、2摆放至面向待测透镜8上表面的方向，使两台相机1、2都能够观测到紫外光液晶显示器5上显示的紫外光经过透镜8上表面反射调制后进入相机1、2的结构光信息。将另外两台相机3、4与紫外光/可见光复合液晶显示器6摆放至面向透镜8下表面的方向，在使第一相机组的两台相机1、2能够观测到紫外光/可见光液晶显示器6显示的可见光经过透镜8上下表面折射调制后进入相机1、2的可见结构光信息的同时，下方第二相机组的两台相机3、4能够观测到紫外光/可见光复合液晶显示器6上显示的紫外光经过透镜8下表面反射调制后进入相机3、4的结构光信息。
(2)对搭建的测量装置进行标定：
为了实现透镜8面形测量，需要对四台相机1、2、3、4、紫外光液晶显示器5与紫外光/可见光复合液晶显示器6进行标定。首先通过张正友标定，完成四台相机1、2、3、4小孔成像模型的内参标定，四台相机1、2、3、4的成像参数标定结果如表1：
表1相机成像参数
表中，(u0,v0)为小孔模型主点坐标，fx、fy为水平竖直两个方向焦距，k1、k2、k3为径向畸变系数，p1、p2为切向畸变系数。
通过三坐标测量机中的点光源显微镜测头，完成四台相机1、2、3、4、紫外光液晶显示器5与紫外光/可见光复合液晶显示器6相对位置关系的测量，以及液晶显示器5、6面形的标定。四台相机1、2、3、4、紫外光液晶显示器5及紫外光/可见光液晶显示器6之间相对位置关系的标定结果如图5，紫外光液晶显示器5面形的标定结果如图6，紫外光/可见光液晶显示器6面形的标定结果如图7。
(3)完成测量装置的调试：
将标定好的四台相机1、2、3、4、紫外光液晶显示器5与紫外光/可见光转换液晶显示器6固定并封装，形成测量装置。
(4)将测量装置放置于可对透镜8进行测量的位置：
调整测量装置各组件位置，使第一相机组的两台相机1、2能够同时通过透镜8上表面反射观测到紫外光液晶显示器5上显示的紫外光结构光信息以及通过透镜8上下表面折射观测到紫外光/可见光复合液晶显示器6上显示的可见光结构光信息；使第二相机组的两台相机3、4能够通过透镜8下表面的反射观测到紫外光/可见光复合液晶显示器6上显示的紫外光结构光信息。
(5)利用第一相机组的相机1、2采集经透镜8上表面反射调制后的紫外光液晶显示器5显示的紫外条纹结构光信息，使用《Huntley J M,Saldner H.Temporal phase-unwrapping algorithm for automated interferogram analysis[J].Applied Optics,1993,32(17):3047-3052.》中的时间相位解包裹算法，获得相机1、2每个像素x对应拍摄到的紫外光液晶显示器像元X的位置：
本实施例根据时间相位解包裹算法，在紫外光液晶显示器5上投影1至10共10组单频率条纹I1(x)，其中每组条纹通过如公式(1)中的四步相移法求解包裹在[-π,+π)之间的包裹相位φ(x)：
式中，n为相移步数；
相机每个像素x对应拍摄到的紫外光液晶显示器5像元X的位置关系可在对包裹相位φ(x)进行解包裹后的绝对相位中获得，绝对相位与包裹相位φ(x)的关系如下：
为了获得公式(2)中的系数k(x)，利用不同组频率条纹之间的相位关系，定义频率t下绝对相位与包裹相位φ(x,t)的关系如下：
则第10组频率下屏幕像元X的位置与其对应的相机每个像素x的关系f(x)可由公式(4)计算得到：
其中，系数ν(x,10)可由公式(5)计算，其中round(·)表示对小数进行四舍五入取整：
(6)求解透镜8上表面三维形貌信息：
以获取图2中相机1中像素x1对应的透镜8高度为例。
通过相机1内参标定，可获得像素x1对应的射线l1，通过绝对相位获得相机1像素x1对应紫外光液晶显示器5的屏幕点P1。在射线l1某一高度Z上，根据反射定律，由相机1像素x1、高度Z、对应屏幕点P1可以计算出曲面法矢1。此外，在该高度下，根据相机2的内参标定结果，可以获得其对应的像素x2，通过绝对相位获得相机2像素x2对应屏幕点P2。进而根据反射定律，由相机2像素x2、高度Z、对应屏幕点P2可以计算出曲面法矢2。判断曲面法矢1和曲面法矢2是否重合，若重合即该点即为像素x1对应的透镜8高度，属于透镜8上表面面形S1(x)；若不重合，继续在射线l1其他高度上进行计算，直到找到两法矢的重合点。遍历所有相机1中的所有像素点，即可最终获取透镜8上表面面形S1(x)。
在图2的示例中，已知像素x1、射线l1和像素x1对应屏幕点P1，在射线l1上搜索不同高度ZA，ZB，ZC……，根据相机2的内参标定结果，获得不同高度ZA，ZB，ZC下相机2对应的不同像素x2A，x2B，x2C，像素x2A对应屏幕点P2A，像素x2B对应屏幕点P2B，像素x2C对应屏幕点P2C……。可以看到，高度ZA和高度ZC处实线箭头表示的曲面法矢1与虚线箭头表示的曲面法矢2不一致，故这两点不是像素x1对应的透镜8高度，在高度ZB处曲面法矢1和曲面法矢2一致，即该点即为像素x1对应的透镜8高度。
按照上述过程找到相机1中所有像素对应的透镜高度，最终获取透镜8上表面面形S1(x)，其结果如图8所示。
(7)利用第二相机组的相机3、4采集经透镜8下表面反射调制后的紫外光/可见光液晶显示器6显示的紫外条纹结构光信息：
按照步骤(5)的方法，在紫外光/可见光液晶显示器6上投影1至10共10组单频率紫外光条纹，紫外光/可见光液晶显示器6像元X的位置与其对应的相机每个像素x的关系可由公式(4)中的时间相位解包裹算法获得。
(8)求解透镜8下表面三维形貌信息：
以获取图3中相机3中像素x3对应的透镜8高度Z为例，其方法与步骤(6)相同。
通过相机3内参标定，可获得像素x3对应的射线l3，通过绝对相位获得相机3像素x3对应紫外光/可见光转换液晶显示器6的屏幕点P3。在射线l3某一高度Z上，根据反射定律，由相机1像素x3、高度Z、对应屏幕点P3可以计算出曲面法矢1。此外，在该高度下，根据相机4的内参标定结果，可以获得其对应的像素x4，通过绝对相位获得相机4像素x4对应屏幕点P4。进而根据反射定律，由相机4像素x4、高度Z、对应屏幕点P4可以计算出曲面法矢2。判断曲面法矢1和曲面法矢2是否重合，若重合即该点即为像素x3对应的透镜8高度，属于透镜8下表面面形S2(x)；若不重合，继续在射线l3其他高度上进行计算，直到找到两法矢的重合点。遍历所有相机3中的所有像素点，即可最终获取透镜8下表面面形S2(x)。
在图3的示例中，已知像素x3、射线l3和像素x3对应屏幕点P3，在射线l3上搜索不同高度ZA，ZB，ZC……，根据相机4的内参标定结果，获得不同高度ZA、ZB、ZC下相机4对应的不同像素x4A，x4B，x4C，像素x4A对应屏幕点P4A，像素x4B对应屏幕点P4B，像素x4C对应屏幕点P4C……。可以看到，高度ZA和高度ZC处实线箭头表示的曲面法矢1与虚线箭头表示的曲面法矢2不一致，故这两点不是像素x3对应的透镜8高度，在高度ZB处曲面法矢1和曲面法矢2一致，即该点即为像素x3对应的透镜8高度。
按照上述过程找到相机3中所有像素对应的透镜高度，最终获取透镜8下表面面形S2(x)，其结果如图9所示。
(9)求解透镜8厚度；
透镜8厚度信息d(x)，可由透镜8上下表面三维形貌按照公式(6)作差获取，其结果如图10所示：
d(x)＝S1(x)-S2(x) (6)
(10)利用相机1采集经透镜8上下表面折射调制后的紫外光/可见光复合液晶显示器6显示的可见光条纹结构光信息：
同样按照步骤(5)中的方法，在紫外光/可见光液晶显示器6上投影1至10共10组单频率的可见光条纹，紫外光/可见光液晶显示器6像元X的位置与其对应的相机1、2每个像素x的关系可由公式(4)中的时间相位解包裹算法获得。
(11)求解透镜8折射率信息：
以获取图4中相机1中像素x1对应的透镜8折射率为例。在透镜8上表面测量结果中，可以获得像素x1对应透镜8上表面点Z。通过相机1采集经透镜8上下表面折射调制后的紫外光/可见光复合液晶显示器显示的可见光结构光信息，可以获得像素x1对应屏幕上像元点p。透镜8下表面面形根据测量结果已知。不同的透镜8折射率，会导致像素x1对应透镜8下表面点z的位置不同。如图4中，错误的折射率会导致x1本应对应的透镜8下表面点z错误计算为z’。而此时，根据折射定律，像素x1对应的屏幕上像元点为p’。根据***几何关系与折射定律作为约束，通过非线性优化求解，得到的透镜8折射率n(x)如图11。
Claims (9)
1.一种集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，测量装置包括设置在待测透镜一侧的第一相机组及紫外光液晶显示器、对应设置在待测透镜另一侧的第二相机组及紫外光可见光转换液晶显示器；
其中，所述紫外光液晶显示器上显示的紫外光结构光信息经过待测透镜一侧表面反射后进入第一相机组，同时，所述紫外光可见光转换液晶显示器上显示的可见光结构光信息经过待测透镜两个表面折射后进入第一相机组；所述紫外光可见光转换液晶显示器上显示的紫外光结构光信息经过待测透镜另一侧表面反射后进入第二相机组；
包括以下步骤：
（1）搭建测量装置，对测量装置进行标定和位置调试；
（2）在紫外光液晶显示器上显示紫外光结构光信息，对第一相机组采集的经透镜一侧表面反射调制后的紫外光结构光信息进行绝对相位展开，求解第一相机组每个像素接收到的紫外光线是由紫外光液晶显示器的某个位置显示发射出的；
（3）利用相机成像模型、***几何关系与反射定律，求解透镜一侧表面面形；
（4）在紫外光可见光转换液晶显示器上显示紫外光结构光信息，对第二相机组采集的经透镜另一侧表面反射调制后的紫外光结构光信息进行绝对相位展开，求解第二相机组每个像素接收到的紫外光线是由紫外光可见光转换液晶显示器的某个位置显示发射出的；
（5）利用相机成像模型、***几何关系与反射定律，求解透镜另一侧表面面形；
（6）已知透镜两侧的表面面形，二者作差获得透镜厚度；
（7）在紫外光可见光转换液晶显示器上显示可见光结构光信息，对第一相机组采集的经透镜两侧表面折射调制后的可见光结构光信息进行绝对相位展开，求解第一相机组每个像素接收到的可见光线是由紫外光可见光转换液晶显示器的某个位置显示发射出的；
（8）根据被测透镜两侧表面面形与折射定律求解折射角，以***几何关系与折射定律作为约束，通过最优化或暴力搜索折射率，求解透镜的折射率。
2.根据权利要求1所述的集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，所述紫外光液晶显示器和紫外光可见光转换液晶显示器上显示的紫外光波长范围为10~400nm。
3.根据权利要求1所述的集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，所述紫外光液晶显示器和紫外光可见光转换液晶显示器包括采用紫外灯管作为背光的液晶显示器、采用紫外发光二极管作为背光的液晶显示器、采用作为紫外发光灯珠作为背光的液晶显示器、采用紫外投影仪作为背光的液晶显示器或采用紫外有机发光二极管自发光的液晶显示器。
4.根据权利要求1所述的集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，所述紫外光液晶显示器和紫外光可见光转换液晶显示器上设置匀光膜、匀光透镜或导光板。
5.根据权利要求1所述的集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，所述紫外光液晶显示器及紫外光可见光转换液晶显示器均至少设置一台。
6.根据权利要求1所述的集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，所述紫外光可见光转换液晶显示器包含切换液晶屏背后的紫外光背光光源与可见光背光光源。
7.根据权利要求1所述的集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，所述紫外光可见光转换液晶显示器可替换为独立的紫外光液晶显示器和可见光液晶显示器。
8.根据权利要求1所述的集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，步骤（2）（4）（7）采用时间相位解包裹算法获得相机组每个像素对应拍摄到的显示器像元的位置。
9.根据权利要求1所述的集成式透镜测量装置的测量方法，其特征在于，步骤（3）（5）通过相机内参标定，可获得相机组内参照相机某一像素对应的射线，在射线上搜索高度，使此高度下该相机组内的其他相机对应接收到的入射光线与出射光线满足反射定律，并满足相机组内所有相机在该像素的法矢一致，获得该像素对应的透镜高度，找到参照相机所有像素对应的透镜高度，最终得到透镜对应侧表面面形。
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