[发明专利]一种用于测量光学镜片参数的装置及方法

权利要求书

1.一种用于测量光学镜片参数的装置，其特征在于：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)连接的光纤探测器(7)、通过第三光纤臂(4)与耦合组件(1)连接的第一准直透镜(8)、位于第一准直透镜(8)后方的可移动参考镜(10)、通过第四光纤臂(5)与耦合组件(1)连接的第二准直透镜(9)、与第二准直透镜(9)位于同一光轴上的哈特曼光阑片(11)、与第二准直透镜(9)位于同一光轴上的相机(12)以及位于第二准直透镜(9)和哈特曼光阑片(11)之间的被测镜片(13)；

所述第一光源(6)发出的光线通过第一光纤臂(2)中进入耦合组件(1)，并分成两束光线，其中一束光线通过第三光纤臂(4)进入第一准直透镜(8)，再经过可移动参考镜(10)发生反射，可移动参考镜(10)的反射光线由第一准直透镜(8)收集再次进入第三光纤臂(4)，经由耦合组件(1)进入到光纤探测器(7)；另一束光线通过第四光纤臂(5)进入第二准直透镜(9)，由第二准直透镜(9)准直输出的平行光线投射到哈特曼光阑片(11)上，投射到哈特曼光阑片(11)上的一部分光通过透射进入到相机(12)中，并在相机(12)中形成光点阵列，通过光点阵列的偏移计算出被测镜片(13)的光焦度；同时，投射到哈特曼光阑片(11)上的另一部分光在哈特曼光阑片(11)的上表面发生反射，反射出来的光线被第二准直透镜(9)汇聚到第四光纤臂(5)中，再经过耦合组件(1)进入到光纤探测器(7)，从而与可移动参考镜(10)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(13)的折射率；所述的被测镜片(13)的折射率表示为：其中，d₁表示为当发生干涉现象时根据可移动参考镜(10)的位置测出的被测镜片(13)的上表面到第二准直透镜(9)的光程；d₂表示为当发生干涉现象时被测镜片(13)的下表面到第二准直透镜(9)的光程；D表示当插入被测镜片(13)后哈特曼光阑片(11)的上表面到第二准直透镜(9)的光程；D₀表示没有置入被测镜片(13)时哈特曼光阑片(11)的上表面到第二准直透镜(9)的光程。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量光学镜片参数的装置，其特征在于：所述哈特曼光阑片(11)的上表面的反射率为5～20％，哈特曼光阑片(11)包括分光膜(14)、位于分光膜(14)下方的金属孔阵列膜(16)以及位于分光膜(14)和金属孔阵列膜(16)之间的玻璃基材(15)。

3.一种用于测量光学镜片参数的方法，该方法在权利要求1～权利要求2中任意一项所述的一种用于测量光学镜片参数的装置上执行，该方法包括下列步骤：

S1、对被测镜片(13)进行测试时，将被测镜片(13)置于哈特曼光阑片(11)上方，距离哈特曼光阑3-6mm；

S2、通过相机(12)实时监测光信号位置，判断被测镜片(13)的中心是否与光路中心对正，当被测镜片(13)的中心对正后，根据相机(12)中的光点阵列的偏移程度来计算镜片的光焦度；

S3、然后控制可移动参考镜(10)水平移动，当可移动参考镜(10)的反射光线的光程与由哈特曼光阑片(11)的上表面反射的反射光线的光程相等时，发生光学干涉现象，根据干涉发生时可移动参考镜(10)的位置来测得被测镜片(13)的上表面到第二准直透镜(9)的光程d₁、被测镜片(13)的下表面到第二准直透镜(9)的光程d₂和插入被测镜片(13)后哈特曼光阑片(11)上表面到第二准直透镜(9)的光程D，同时再获得没有置入被测镜片(13)时哈特曼光阑片(11)上表面到第二准直透镜(9)的光程D₀，进而计算被测镜片(13)的折射率为：