[发明专利]一种用于测量光学镜片参数的装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于测量光学镜片参数的装置及方法，用于测量光学镜片参数的装置包括耦合组件、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光纤探测器、通过第三光纤臂与耦合组件连接的第一准直透镜、可移动参考镜、通过第四光纤臂与耦合组件连接的第二准直透镜、哈特曼光阑片、相机以及位于第二准直透镜和哈特曼光阑片之间的被测镜片，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，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，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。

技术领域

本发明涉及光学透镜参数检测技术领域，尤其是涉及一种用于测量光学镜片参数的装置及方法。

背景技术

焦距、折射率、中心厚度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。

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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光学结构简单、成本低，且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用于测量光学镜片参数的装置。

本发明所采用的技术方案是，一种用于测量光学镜片参数的装置，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光纤探测器、通过第三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、通过第四光纤臂与耦合组件连接的第二准直透镜、与第二准直透镜位于同一光轴上的哈特曼光阑片、与第二准直透镜位于同一光轴上的相机以及位于第二准直透镜和哈特曼光阑片之间的被测镜片；

所述第一光源发出的光线通过第一光纤臂中进入耦合组件，并分成两束光线，其中一束光线通过第三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三光纤臂，经由耦合组件进入到光纤探测器；另一束光线通过第四光纤臂进入第二准直透镜，由第二准直透镜准直输出的平行光线投射到哈特曼光阑片上，投射到哈特曼光阑片上的一部分光通过透射进入到相机中，并在相机中形成光点阵列，通过光点阵列的偏移计算出被测镜片的光焦度；同时，投射到哈特曼光阑片上的另一部分光在哈特曼光阑片的上表面发生反射，反射出来的光线被第二准直透镜汇聚到第四光纤臂中，再经过耦合组件进入到光纤探测器，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。

本发明的有益效果是：采用上述一种用于测量光学镜片参数的装置，该装置光学结构简单，所用到的光学部件少，成本低，能够在不破坏成品镜片的情况下，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，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。