一种光学镜片参数测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光学镜片参数测量装置及方法，光学镜片参数测量装置包括光学干涉检测单元、屈光检测单元以及干涉信号探测单元，光学干涉检测单元包括耦合组件、第一光纤臂、第二光纤臂、第三光纤臂、第四光纤臂、第一光源、第一准直透镜、第二准直透镜、可移动参考镜、哈特曼光阑片、相机以及被测镜片；屈光检测单元包括第二光源、第三准直透镜和第一分光片；干涉信号探测单元包括第四准直透镜、第二分光片、第三分光片、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、第一光电探测器、第二光电探测器以及第三光电探测器，该装置能够在不破坏成品镜片的情况下，实现成品镜片特定波长折射率以及光焦度的高精度测量，操作简单，检测快速。检测快速。检测快速。

【技术实现步骤摘要】
一种光学镜片参数测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及光学透镜参数检测
，尤其是涉及一种光学镜片参数测量装置及方法。

技术介绍

[0002]焦距、中心厚度、折射率、阿贝数等参数是光学透镜的重要参数指标，为了确保光学系统有良好的成像质量，需要精确测量光学材料的折射率，目前高精度测量光学玻璃材料折射率是通过最小偏向角法进行的。最小偏向角法具有精度高、波长范围大，且为直接测量方式，但最小偏向角测试方法的前提是需要制作一个棱镜，进行光折射，同时需要精确测试棱镜的角度，这样的棱镜制作难度大，且周期长；另外这种方法无法测试平面的光学元件，它比较适合玻璃制造商对同一批玻璃的折射率样品测试，而不适合进行对实际镜片材料进行在线高精度测试，尤其某些特殊的应用场合，如眼镜片折射率检测，在不知道光学元件材料的情况下，要求不破坏元件，实现其折射率检测，进而确定其材料属性。
[0003]目前针对成品镜片测定其折射率的检测方法主要有两种，一种是根据光焦度公式进行逆向计算，即利用机械精密测量方法测定其前后表面曲率、中心厚度和镜片光焦度，根据光焦度公式计算其测试波长折射率，该方法操作复杂、难度大，难以保证测量精度，且不适用于非球面镜片测量；另外一种方法是改变“环境”折射率方法，即通过改变与透镜前后表面接触介质的折射率，如将镜片至于已知折射率溶液中，或在镜片前后表面贴附已知折射率的柔性介质，分别测试镜片在空气中和在溶液中的光焦度，根据光焦度变化和溶液折射率可计算透镜材料折射率，该方法同样操作复杂，检测难度大。

技术实现思路
r/>[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在不破坏成品镜片的情况下，能够高精度、简单且快速地测量成品镜片特定波长折射率以及光焦度的光学镜片参数测量装置。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，一种光学镜片参数测量装置，包括光学干涉检测单元、屈光检测单元以及干涉信号探测单元，其中：
[0006]光学干涉检测单元包括耦合组件、第一光纤臂、第二光纤臂、第三光纤臂、第四光纤臂、通过第一光纤臂与耦合组件连接的第一光源、通过第二光纤臂与耦合组件连接的第一准直透镜、位于第一准直透镜后方的可移动参考镜、通过第三光纤臂与耦合组件连接的第二准直透镜、被测镜片、哈特曼光阑片以及相机；
[0007]干涉信号探测单元包括通过第四光纤臂与耦合组件连接的第四准直透镜、第二分光片、第三分光片、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、第一光电探测器、第二光电探测器以及第三光电探测器；所述第一滤光片的中心波长设定设定为nF，所述第二滤光片的中心波长设定设定为ne，所述第三滤光片的中心波长设定为nC；
[0008]屈光检测单元包括第二光源、第三准直透镜以及第一分光片；
[0009]所述第一光源发出的光线通过第一光纤臂进入耦合组件，分成两束光线，其中一
束光线通过第二光纤臂进入第一准直透镜，再经过可移动参考镜发生反射，可移动参考镜的反射光线由第一准直透镜收集再次进入第二光纤臂，经由耦合组件进入到第四光纤臂中；另一束光线通过第三光纤臂进入第二准直透镜，由第二准直透镜聚焦后投射到哈特曼光阑片上，再被哈特曼光阑片的上表面反射后原路返回，由第二准直透镜聚焦进入第三光纤臂中，再经过耦合组件进入到第四光纤臂中，从而与可移动参考镜的反射光线融合在一起，当融合在一起的这两束光的光程相等时会发生干涉现象，从而计算出被测镜片的折射率；
[0010]进入到第四光纤臂中的光线经过第四准直透镜，由第四准直透镜输出平行光束，波长为nF的平行光束依次经过第二分光片透射和第一滤光片透射进入到第一光电探测器中，波长为nC的平行光束依次经过第二分光片反射、第三分光片透射以及第三滤波片透射进入到第三光电探测器中，波长为ne的平行光束依次经过第二分光片反射、第三分光片反射以及第二滤光片透射进入到第二光电探测器中；
[0011]第二光源发出的光线经过第三准直透镜，从第三准直透镜出射的平行光束被第一分光片反射后通过哈特曼光阑片进入到相机中，在相机中形成光点阵列，当插入被测镜片后，通过光点阵列的偏移来计算被测镜片的光焦度。
[0012]本专利技术的有益效果是：采用上述一种光学镜片参数测量装置，该装置能够在不破坏成品镜片的情况下，实现成品镜片特定波长折射率以及光焦度的高精度测量，操作简单，检测快速，且适用于非球面镜片、柱面镜等非规则面型镜片的折射率测量。
[0013]作为优选，当融合在一起的这两束光的光程相等时会发生干涉现象，根据干涉发生时可移动参考镜的位置测出被测镜片的上表面到第二准直透镜的光程d1、被测镜片的下表面到第二准直透镜的光程d2以及插入被测镜片后哈特曼光阑片的上表面到第二准直透镜的光程D，同时再获得没有置入被测镜片时哈特曼光阑片上表面到第二准直透镜的光程D0，进而计算得到被测镜片的折射率为：
[0014]作为优选，所述第一光源为白光光源，其光谱范围为450
‑
680nm。
[0015]作为优选，所述第二光源为绿光光源，其光谱范围为530
‑
550nm。
[0016]作为优选，第二分光片和第三分光片均为长波通分光片，第二分光片对于波长大于600nm光发生透射，对于波长小于600nm光发生反射；第三分光片对于波长大于500nm光透射，对于波长小于500nm光反射。
[0017]作为优选，第一滤光片、第二滤光片以及第三滤光片均为窄带滤光片，第一滤光片的中心波长655nm，第二滤光片的中心波长546nm，第三滤光片的中心波长486nm。
[0018]作为优选，被测镜片的阿贝数Ve为：其中，nF为第一滤光片的中心波长，ne为第二滤光片的中心波长，nC为第三滤光片的中心波长。
[0019]一种光学镜片参数测量方法，该方法在上述一种光学镜片参数测量装置上执行，该方法包括下列步骤：
[0020]S1、对被测镜片进行测试时，将被测镜片置于哈特曼光阑片上方，距离哈特曼光阑3
‑
6mm；
[0021]S2、通过相机实时监测光信号位置，判断被测镜片的中心是否与光路中心对正，当被测镜片的中心对正后，根据相机中的光点阵列的偏移程度来计算镜片的光焦度；
[0022]S3、然后控制可移动参考镜水平移动，当可移动参考镜的反射光线的光程与由哈特曼光阑片的上表面的反射的反射光线的光程相等时，将发生光学干涉现象，根据干涉发生时可移动参考镜的位置来测得被测镜片的上表面到第二准直透镜的光程d1、被测镜片的下表面到第二准直透镜的光程d2和插入被测镜片后哈特曼光阑片上表面到第二准直透镜的光程D，同时再获得没有置入被测镜片时哈特曼光阑片上表面到第二准直透镜的光程D0，进而计算被测镜片的折射率：
[0023]采用上述一种光学镜片参数测量方法，该方法能够在不破坏成品镜片的情况下，实现成品镜片特定波长折射率以及光焦度的高精度测量，操作简单，检测快速，且适用于非球面镜片、柱面镜等非规则面型镜片的折射率测量。
附图说明
[0024]图1为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学镜片参数测量装置，其特征在于：包括光学干涉检测单元、屈光检测单元以及干涉信号探测单元，其中：光学干涉检测单元包括耦合组件(1)、第一光纤臂(2)、第二光纤臂(3)、第三光纤臂(4)、第四光纤臂(5)、通过第一光纤臂(2)与耦合组件(1)连接的第一光源(6)、通过第二光纤臂(3)与耦合组件(1)连接的第一准直透镜(7)、位于第一准直透镜(7)后方的可移动参考镜(9)、通过第三光纤臂(4)与耦合组件(1)连接的第二准直透镜(8)、被测镜片(12)、哈特曼光阑片(10)以及相机(11)；干涉信号探测单元包括通过第四光纤臂(5)与耦合组件(1)连接的第四准直透镜(16)、第二分光片(17)、第三分光片(18)、第一滤光片(19)、第二滤光片(20)、第三滤光片(21)、第一光电探测器(22)、第二光电探测器(23)以及第三光电探测器(24)；所述第一滤光片(19)的中心波长设定为nF，所述第二滤光片(20)的中心波长设定为ne，所述第三滤光片(21)的中心波长设定为nC；屈光检测单元包括第二光源(13)、第三准直透镜(14)以及第一分光片(15)；所述第一光源(6)发出的光线通过第一光纤臂(2)进入耦合组件(1)，分成两束光线，其中一束光线通过第二光纤臂(3)进入第一准直透镜(7)，再经过可移动参考镜(9)发生反射，可移动参考镜(9)的反射光线由第一准直透镜(7)收集再次进入第二光纤臂(3)，经由耦合组件(1)进入到第四光纤臂(5)中；另一束光线通过第三光纤臂(4)进入第二准直透镜(8)，由第二准直透镜(8)聚焦后投射到哈特曼光阑片(10)上，再被哈特曼光阑片(10)的上表面反射后原路返回，由第二准直透镜(8)聚焦进入第三光纤臂(4)中，再经过耦合组件(1)进入到第四光纤臂(5)中，从而与可移动参考镜(9)的反射光线融合在一起，当融合在一起的这两束光的光程相等时会发生干涉现象，从而计算出被测镜片(12)的折射率；进入到第四光纤臂(5)中的光线经过第四准直透镜(16)，由第四准直透镜(16)输出平行光束，波长为nF的平行光束依次经过第二分光片(17)透射和第一滤光片(19)透射进入到第一光电探测器(22)中，波长为nC的平行光束依次经过第二分光片(17)反射、第三分光片(18)透射以及第三滤波片透射进入到第三光电探测器(24)中，波长为ne的平行光束依次经过第二分光片(17)反射、第三分光片(18)反射以及第二滤光片(20)透射进入到第二光电探测器(23)中；第二光源(13)发出的光线经过第三准直透镜(14)，从第三准直透镜(14)出射的平行光束被第一分光片(15)反射后通过哈特曼光阑片(10)进入到相机(11)中，在相机(11)中形成光点阵列，当插入被测镜片(12)后，通过光点阵列的偏移来计算被测镜片(12)的光焦度。2.根据权利要求1所述的一种光学镜片参数测量装置，其特征在于：被测镜片(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘力威，徐亮，陈珂，崔银川，杨燕飞，
申请(专利权)人：宁波法里奥光学科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：