CN110514411B - 镜片折射率检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件、第一聚焦组件,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件和第二成像组件,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件、第二光电探测组件、分光组件、部分反射的第一反射镜、可移动的第二反射镜。该镜片折射率检测装置操作简单、在线快速无损检测、且对非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片及成品镜片也适用。另外还提供一种镜片折射率检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及光学透镜参数检测技术领域,具体涉及一种镜片折射率检测装置及方法。
背景技术
折射率参数是光学透镜的一个重要参数指标,为了确保光学***有很好的成像质量,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的折射率是通过最小偏向角法进行检测,但最小偏向角法进行检测的前提是需要将待测的光学玻璃制作成一个三棱镜,进行光折射,同时需要精确检测三棱镜的相关角度。因此最小偏向角法检测光学玻璃材料的折射率是一种直接检测的方式,它存在以下技术问题:1、需要破坏光学元件,这样必然不适用于成品镜片的检测;2、棱镜制作难度大,周期长,且针对不同批次、不同材料的光学玻璃,需要分别制作相应的棱镜,检测效率较低;3、测试时采用的是三棱镜,因此不适用于非球面镜片、柱面镜片等非规则面型的镜片的检测。最小偏向角法比较适用于玻璃制造商对同一批次的原材料玻璃进行检测,而不适用于对成品镜片进行在线高精度检测,例如对眼镜片的折射率检测,需要在不知道光学元件材料的情况下,且不破坏光学元件本身,来实现其折射率检测,进而确定其材料属性。
目前针对成品镜片的折射率检测方法主要有2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,如将镜片置于已知折射率的溶液中,或在镜片前后表面贴附已知折射率的柔性介质,分别检测镜片在空气中和在溶液中的光焦度,根据光焦度的变化和溶液的折射率可计算得到镜片的折射率,该方法同样操作复杂,检测难度大。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是:提供一种操作简单、在线快速无损检测、且对非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片及成品镜片也适用的镜片折射率检测装置。
本发明针对第一个技术问题的技术解决方案是:一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件、第一聚焦组件,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件和第二成像组件,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件、第二光电探测组件、分光组件、部分反射的第一反射镜、可移动的第二反射镜,所述第二光电探测组件、第一反射镜、分光组件、第一聚焦组件和第一光源组件沿第一光轴方向由前至后依次设置,所述可移动的第二反射镜设置在分光组件的一侧,所述第一光电探测组件设置在分光组件的另一侧,所述第一聚焦组件的焦面处位于分光组件与第一反射镜之间用于放置被测镜片,所述第一成像组件和第二成像组件分别设置在被测镜片的上方和下方,所述第一光源组件沿第一光轴方向传输的准直光束经由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,同时被测镜片上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件和第二成像组件检测,所述第一光源组件聚焦后的光束还经第一反射镜部分透射到第二光电探测组件中,所述第一光源组件沿第一光轴方向传输的光束还经分光组件分为两束,一束投射到第二反射镜上并由第二反射镜反射而原路返回,进一步通由分光组件透射到第一光电探测组件中,另一束投射到第一反射镜上并由第一反射镜反射而原路返回,也经由分光组件反射到第一光电探测组件中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件中用于检测干涉现象。
该技术方案工作原理如下:
在放入被测镜片之前,打开第一光源组件,第一光源组件发出的准直光束经第一聚焦组件聚焦并经第一反射镜部分透射出去并投射到第二光电探测组件中,由第二光电探测组件监测投射进来的光束的光斑中心位置,并作为后续被测镜片位置调整的参考位置;放入被测镜片,由第二光电探测组件监测投射进来的光束的实际光斑中心位置,并与之前得到的参考位置进行对比,根据两者的偏差来指导用户调整被测镜片的位置,当实际光斑中心位置与参考位置重合时,被测镜片中心与光路中心重合,即完成被测镜片的位置调整;同时,第一光源组件发出的准直光束经由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,并在被测镜片上、下表面产生光散射,由第一成像组件和第二成像组件分别对被测镜片上、下表面散射光成像,实现被测镜片上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;此外,第一光源组件发出的光束还经分光组件分为两束,一束投射到第二反射镜上并由第二反射镜反射而原路返回,另一束投射到第一反射镜上并由第一反射镜反射而原路返回,两束返回的光束均通过分光组件进入到第一光电探测组件中,移动第二反射镜至适当位置,即第一光源组件发出的光束到第二发射镜的光程与到第一反射镜的光程完全相等时,第二反射镜反射回来的光束和第一反射镜反射回来的光束将在第一光电探测组件中发生干涉现象,在放入被测镜片前,记录第一光电探测组件中出现干涉现象时第二反射镜的位置d1,并在放入被测镜片后,重新调整第二反射镜的位置并记录第一光电探测组件中再次出现干涉现象时第二反射镜的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关;然后根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片的折射率,计算公式为:
上述技术方案的有益效果如下:
本发明镜片折射率检测装置是通过检测聚焦光束在被测镜片上、下表面产生的散射光斑的空间高度差及干涉现象来获取计算折射率的相关参数,无需制作棱镜,也无需对棱镜的相关角度进行检测,操作更方便,并且缩短了检测周期,可以实现在线快速检测;无需制作棱镜,就不会破坏待测的光学元件,因此也非常适用于成品镜片的检测;并且散射光斑的空间高度差及干涉现象的检测,也适用于非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片。
基于该技术方案的镜片折射率检测装置,对应的镜片折射率检测方法,其特征在于:它包括以下步骤:
(1)***被测镜片前,打开第一光源组件,由第二光电探测组件监测第一光源组件的光束的光斑中心位置,并将其作为参考位置;
(2)由第一光电探测组件检测干涉现象,并记录第一光电探测组件中出现干涉现象时第二反射镜的位置d1;
(3)***被测镜片,由第二光电探测组件监测第一光源组件的光束的实际光斑中心位置,并与步骤(1)中得到的参考位置进行对比,根据两者的偏差来指导用户调整被测镜片的位置,当第一光源组件的光束的实际光斑中心位置与参考位置重合时,被测镜片中心与光路中心重合,完成被测镜片的位置调整;
(4)由第一成像组件和第二成像组件分别对被测镜片上、下表面散射光成像,实现被测镜片上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)重新调整第二反射镜的位置并记录第一光电探测组件中再次出现干涉现象时第二反射镜的位置d2;
(6)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
本发明要解决的第二个技术问题是:提供一种操作简单、在线快速无损检测、且对非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片及成品镜片也适用、并具有光焦度检测功能的镜片折射率检测装置。
本发明针对第二个技术问题的第一个技术解决方案是:一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件、可移除的第一聚焦组件,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件和第二成像组件,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件、第二光电探测组件、分光组件、哈特曼板、可移动的第二反射镜,所述第二光电探测组件、哈特曼板、分光组件、可移除的第一聚焦组件和第一光源组件沿第一光轴方向由前至后依次设置,所述哈特曼板的上表面涂有反射膜用于部分反射第一光源组件的光束,所述哈特曼板的下表面设有阵列式透光孔用于向第二光电探测组件投射光点阵列,所述可移动的第二反射镜设置在分光组件的一侧,所述第一光电探测组件设置在分光组件的另一侧,所述第一聚焦组件的焦面位于分光组件与哈特曼板之间用于放置被测镜片,所述第一成像组件和第二成像组件分别设置在被测镜片的上方和下方,移除第一聚焦组件时,所述第一光源组件沿第一光轴方向传输的准直光束透射过分光组件后投射到被测镜片和哈特曼板上并进入第二光电探测组件,并由第二光电探测组件检测哈特曼板投射过来的光点阵列,***第一聚焦组件后,所述第一光源组件沿第一光轴方向传输的准直光束透射过分光组件且由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,同时被测镜片上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件和第二成像组件检测,另外第一光源组件沿第一光轴方向传输的光束还经分光组件分为两束,一束投射到第二反射镜上并由第二反射镜反射而原路返回,进一步通由分光组件透射到第一光电探测组件中,另一束投射到哈特曼板上并由哈特曼板的上表面反射而原路返回,也经由分光组件反射到第一光电探测组件中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件中用于检测干涉现象。
该技术方案的工作原理如下:
在被测镜片和第一聚焦组件移入之前,打开第一光源组件,所述第一光源组件沿第一光轴方向传输的准直光束依次透射过分光组件和哈特曼板后进入第二光电探测组件中,并由第二光电探测组件检测哈特曼板投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片位置调整和光焦度计算的参考位置;然后移入第一聚焦组件,所述第一光源组件沿第一光轴方向传输的光束经第一聚焦组件后,由分光组件分为两束,一束投射到第二反射镜上并由第二反射镜反射而原路返回,另一束投射到哈特曼板上并由哈特曼板的上表面反射而原路返回,两束返回的光束均通过分光组件进入到第一光电探测组件中用于检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜的位置d1;移除第一聚焦组件,并移入被测镜片,由第二光电探测组件监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片的位置,使被测镜片中心与光路中心重合,即完成被测镜片的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片的光焦度;然后再移入第一聚焦组件,重新调整第二反射镜的位置并记录第一光电探测组件中再次出现干涉现象时第二反射镜的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关,同时第一光源组件沿第一光轴方向传输的准直光束还会透射过分光组件且由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,并在被测镜片上、下表面产生光散射,由第一成像组件和第二成像组件分别对被测镜片上、下表面散射光成像,实现被测镜片上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;然后根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
基于该技术方案的镜片折射率检测装置,对应的镜片折射率检测方法,其特征在于:它包括以下步骤:
(1)在被测镜片和第一聚焦组件移入之前,打开第一光源组件,由第二光电探测组件检测哈特曼板投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片位置调整和光焦度计算的参考位置;
(2)移入第一聚焦组件,由第一光电探测组件检测干涉现象,并记录发生干涉现象时第二反射镜的位置d1;
(3)移除第一聚焦组件,并移入被测镜片,由第二光电探测组件监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片的位置,使被测镜片中心与光路中心重合,即完成被测镜片的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片的光焦度;
(4)再移入第一聚焦组件,重新调整第二反射镜的位置并记录第一光电探测组件中再次出现干涉现象时第二反射镜的位置d2,同时由第一成像组件和第二成像组件分别对被测镜片上、下表面散射光成像,实现被测镜片上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
本发明针对第二个技术问题的第二个技术解决方案是:一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件和第二光源组件、第一聚焦组件和第一合光组件,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件和第二成像组件,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件、第二光电探测组件、分光组件、哈特曼板、可移动的第二反射镜,所述第二光电探测组件、哈特曼板、分光组件、第一合光组件和第二光源组件沿第一光轴方向由前至后依次设置,所述第一光源组件设置在第一合光组件的一侧,所述第一聚焦组件设置在第一光源组件与第一合光组件之间,所述哈特曼板的上表面涂有反射膜用于部分反射第一光源组件的光束,所述哈特曼板的下表面设有阵列式透光孔用于向第二光电探测组件投射光点阵列,所述可移动的第二反射镜设置在分光组件的一侧,所述第一光电探测组件设置在分光组件的另一侧,所述第一聚焦组件的焦面位于分光组件与哈特曼板之间用于放置被测镜片,所述第一成像组件和第二成像组件分别设置在被测镜片的上方和下方,所述第一光源组件输出的光束经第一合光组件反射后沿第一光轴方向传输,并由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,同时被测镜片上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件和第二成像组件检测,同时第一光源组件沿第一光轴方向传输的光束还经分光组件分为两束,一束投射到第二反射镜上并由第二反射镜反射而原路返回,进一步通由分光组件透射到第一光电探测组件中,另一束投射到哈特曼板上并由哈特曼板的上表面反射而原路返回,也经由分光组件反射到第一光电探测组件中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件中用于检测干涉现象,所述第二光源组件沿第一光轴方向传输的准直光束透射过第一合光组件、分光组件、被测镜片和哈特曼板上后透射到第二光电探测组件中,并由第二光电探测组件检测哈特曼板投射过来的光点阵列。
该技术方案的工作原理如下:
在被测镜片移入之前,关闭第一光源组件,打开第二光源组件,所述第二光源组件沿第一光轴方向传输的准直光束经第一合光组件、分光组件和哈特曼板上后进入第二光电探测组件,并由第二光电探测组件检测哈特曼板投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片位置调整和光焦度计算的参考位置;然后关闭第二光源组件,打开第一光源组件,所述第一光源组件输出的光束经第一合光组件反射后沿第一光轴方向传输,由分光组件分为两束,一束投射到第二反射镜上并由第二反射镜反射而原路返回,另一束投射到哈特曼板上并由哈特曼板的上表面反射而原路返回,两束返回的光束均通过分光组件进入到第一光电探测组件中用于检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜的位置d1;然后关闭第一光源组件,打开第二光源组件,并移入被测镜片,由第二光电探测组件监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片的位置,使被测镜片中心与光路中心重合,即完成被测镜片的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片的光焦度;然后关闭第二光源组件,打开第一光源组件,重新调整第二反射镜的位置并记录第一光电探测组件中再次出现干涉现象时第二反射镜的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关,同时第一光源组件输出的光束还会由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,并在被测镜片上、下表面产生光散射,由第一成像组件和第二成像组件分别对被测镜片上、下表面散射光成像,实现被测镜片上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;然后根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
基于该技术方案的镜片折射率检测装置,对应的镜片折射率检测方法,其特征在于:它包括以下步骤:
(1)在被测镜片移入之前,关闭第一光源组件,打开第二光源组件,由第二光电探测组件检测哈特曼板投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片位置调整和光焦度计算的参考位置;
(2)关闭第二光源组件,打开第一光源组件,由第一光电探测组件中检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜的位置d1;
(3)关闭第一光源组件,打开第二光源组件,并移入被测镜片,由第二光电探测组件监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片的位置,使被测镜片中心与光路中心重合,即完成被测镜片的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片的光焦度;
(4)关闭第二光源组件,打开第一光源组件,重新调整第二反射镜的位置并记录第一光电探测组件中再次出现干涉现象时第二反射镜的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关,同时第一光源组件输出的光束还会由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,并在被测镜片上、下表面产生光散射,由第一成像组件和第二成像组件分别对被测镜片上、下表面散射光成像,实现被测镜片上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
本发明针对第二个技术问题的第三个技术解决方案是:一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件和第二光源组件、第三光源组件、第一合光组件、第二合光组件以及第一聚焦组件,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件和第二成像组件,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件、第二光电探测组件、分光组件、哈特曼板、可移动的第二反射镜,所述第二光电探测组件、哈特曼板、分光组件、第一聚焦组件、第一合光组件、第一光源组件沿第一光轴方向由前至后依次设置,所述第二反射镜设置在分光组件的一侧,所述第一光电探测组件设置在分光组件的另一侧,所述第一聚焦组件的焦面位于分光组件与哈特曼板之间用于放置被测镜片,所述第一成像组件和第二成像组件分别设置在被测镜片的上方和下方,所述哈特曼板的上表面涂有反射膜用于部分反射第二光源组件的光束,所述哈特曼板的下表面设有阵列式透光孔;所述第一光源组件输出的准直光束透射过第一合光组件后仍沿第一光轴方向传输,且由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,同时被测镜片上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件和第二成像组件检测;所述第三光源组件位于第一聚焦组件的后焦点上,所述第三光源组件输出的光束依次经第二合光组件和第一合光组件反射后经第一聚焦组件聚焦为平行光束并沿第一光轴方向传输,所述第三光源组件沿第一光轴方向传输的平行光束透射过被测镜片和哈特曼板后,由第二光电探测组件检测透射过哈特曼板的光点阵列;所述第二光源组件输出的准直光束透射过第二合光组件并经第一合光组件反射后沿第一光轴方向传输,再经分光组件分为两束,一束投射到第二反射镜上并由第二反射镜反射而原路返回,进一步通由分光组件透射到第一光电探测组件中,另一束投射到哈特曼板上并由哈特曼板上表面反射而原路返回,也经由分光组件反射到第一光电探测组件中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件中用于检测干涉现象。
该技术方案的工作原理如下:
在被测镜片移入之前,关闭第一光源组件和第二光源组件,打开第三光源组件,由第二光电探测组件检测哈特曼板(30)透射进来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片位置调整和光焦度计算的参考位置;关闭第三光源组件,打开第二光源组件,由第一光电探测组件检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜的位置d1;关闭第二光源组件,打开第三光源组件,并移入被测镜片,由第二光电探测组件监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片的位置,使被测镜片中心与光路中心重合,即完成被测镜片的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片的光焦度;关闭第三光源组件,打开第一光源组件,第一光源组件输出的光束由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,并在被测镜片上、下表面产生光散射,由第一成像组件和第二成像组件分别对被测镜片上、下表面散射光成像,实现被测镜片上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;关闭第一光源组件,打开第二光源组件,重新调整第二反射镜的位置并记录第一光电探测组件中再次出现干涉现象时第二反射镜的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关;最后根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片(13)的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
基于该技术方案的镜片折射率检测装置,对应的镜片折射率检测方法,其特征在于:它包括以下步骤:
(1)在被测镜片移入之前,关闭第一光源组件和第二光源组件,打开第三光源组件,由第二光电探测组件检测哈特曼板透射进来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片位置调整和光焦度计算的参考位置;
(3)关闭第三光源组件,打开第二光源组件,由第一光电探测组件检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜的位置d1;
(4)关闭第二光源组件,打开第三光源组件,并移入被测镜片,由第二光电探测组件监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片的位置,使被测镜片中心与光路中心重合,即完成被测镜片的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片的光焦度;
(5)关闭第三光源组件,打开第一光源组件,第一光源组件输出的光束由第一聚焦组件在被测镜片处聚焦,并在被测镜片上、下表面产生光散射,由第一成像组件和第二成像组件分别对被测镜片上、下表面散射光成像,实现被测镜片上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(6)关闭第一光源组件,打开第二光源组件,重新调整第二反射镜的位置并记录第一光电探测组件中再次出现干涉现象时第二反射镜的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关;
(7)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
上述三个技术方案的有益效果如下:
本发明镜片折射率检测装置是通过检测聚焦光束在被测镜片上、下表面产生的散射光斑的空间高度差及干涉现象来获取计算折射率的相关参数,无需制作棱镜,也无需对棱镜的相关角度进行检测,操作更方便,并且缩短了检测周期,可以实现在线快速检测;无需制作棱镜,就不会破坏待测的光学元件,因此也非常适用于成品镜片的检测;并且散射光斑的空间高度差及干涉现象的检测,也适用于非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片;另外设置哈特曼板可校正待测镜片的中心是否与光路中心对准,以及根据哈特曼板检测到的光点阵列的偏移情况来检测光焦度。
附图说明:
图1为本发明实施例1中的镜片折射率检测装置的光学示意图;
图2为本发明实施例3中的镜片折射率检测装置的光学示意图;
图3为本发明实施例5中的镜片折射率检测装置的光学示意图;
图4为本发明实施例7中的镜片折射率检测装置的光学示意图;
图5为本发明斜像镜头倾斜成像的物像共轭关系图;
图6为本发明哈特曼板的结构示意图;
图7为本发明哈特曼板的另一结构示意图;
图中:1-第一光源组件,2-第二光源组件,3-第三光源组件,4-第一聚焦组件,5-第二聚焦组件,6-第一成像组件,7-第二成像组件,8-第一光电探测组件,9-第二光电探测组件,10-分光组件,11-第一反射镜,12-第二反射镜,13-被测镜片,14-第一合光组件,15-第一单色LED测试光源,16-第二单色LED测试光源,17-第一透光孔,18-第二透光孔,19-第一准直透镜,20-第二准直透镜,21-第一分光片,22-第二分光片,23-第三分光片,24-第四分光片,25-聚焦透镜,26-斜像镜头,27-相机,28-镜架,29-第二合光组件,30-哈特曼板,31-阵列式透光孔,32-反射膜,33-物平面,34-像平面,A-第一光轴方向,B-第二光轴方向,C-第三光轴方向,D-第四光轴方向。
具体实施方式
下面结合附图,并结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1:
一种镜片折射率检测装置,包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件1、第一聚焦组件4,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件6和第二成像组件7,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件8、第二光电探测组件9、分光组件10、部分反射的第一反射镜11、可移动的第二反射镜12,所述第二光电探测组件9、第一反射镜11、分光组件10、第一聚焦组件4和第一光源组件1沿第一光轴方向A由前至后依次设置,所述可移动的第二反射镜12设置在分光组件10的一侧,所述第一光电探测组件8设置在分光组件10的另一侧,所述第一聚焦组件4的焦面处位于分光组件10与第一反射镜11之间用于放置被测镜片13,所述第一成像组件6和第二成像组件7分别设置在被测镜片13的上方和下方,所述第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的准直光束经由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,同时被测镜片13上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件6和第二成像组件7检测,所述第一光源组件1聚焦后的光束还经第一反射镜11部分透射到第二光电探测组件9中,所述第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的光束还经分光组件10分为两束,一束投射到第二反射镜12上并由第二反射镜12反射而原路返回,进一步通由分光组件10透射到第一光电探测组件8中,另一束投射到第一反射镜11上并由第一反射镜11反射而原路返回,也经由分光组件10反射到第一光电探测组件8中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件8中用于检测干涉现象。
所述第一反射镜11的光反射率大于光透过率,所述第一反射镜11与第二光电探测组件9之间还设有第二聚焦组件5用于汇聚第一光源组件1透射过第一反射镜11的光束,所述光反射率和光透射率都是针对第一光源组件1发出的光束。设置第二聚焦组件5,可使本来光强较弱的透射光增强了,从而能可靠聚焦到第二光电探测组件9中进行镜片中心位置校正。
所述第一反射镜11的光反射率为80﹪-90﹪,光透射率为10﹪-20﹪。该设置可同时保证干涉现象和镜片位置检测所需的光强度。
所述第一光源组件1包括一第一单色LED测试光源15,所述第一单色LED测试光源15可为贴片封装形式,该第一单色LED测试光源15可以是530nm或者540nm的绿光,也可以是450nm或者480nm的蓝光,也可以是610nm或者630nm的红光等,第一单色LED测试光源15是哪个波长,就可以测试哪个波长处的折射率,所述第一单色LED测试光源15的前方设有一第一透光孔17,所述第一透光孔17的前方设有一第一准直透镜19,所述第一单色LED测试光源15设置在第一准直透镜19的后焦点上,用于将第一单色LED测试光源15透过第一透光孔17发出的光束经由第一准直透镜19后变为准直光束投射到第一聚焦组件4上。第一单色LED测试光源15成本低,能耗小、使用更安全;将第一单色LED测试光源15转换为准直光束,可使光路耦合更可靠。
所述分光组件10包括一半透半反的第一分光片21,所述第一聚焦组件4包括一聚焦透镜25,所述第一分光片21的中心、聚焦透镜25的中心、第一准直透镜19的中心、第一透光孔17的中心和第一单色LED测试光源15的中心均位于第一光轴方向A上,所述第二反射镜12的中心、第一分光片21的中心和第一光电探测组件8的中心均位于与第一光轴方向A相垂直的第二光轴方向B上,当第二反射镜12位于第一分光片21的左侧时,所述第一分光片21的侧面与第二光轴方向B的夹角为45°,当第二反射镜12位于第一分光片21的右侧时,所述第一分光片21的侧面与第二光轴方向B的夹角为135°。该设置所需元件少、结构简单,且光路耦合可靠。
所述第一成像组件6和第二成像组件7均为一带斜像镜头26的相机27,所述斜像镜头26的光轴方向相对第一光轴方向A的夹角与斜像镜头26的光轴方向相对相机27的成像芯片平面的夹角,满足成像镜头倾斜成像的物象共轭关系,如图5所示,33代表物平面,34代表像平面,像平面34即第一成像组件6或第二成像组件7的成像芯片平面,第一光源组件1输出的聚焦光束在被测镜片13上、下表面产生的散射光,经由两个斜像镜头26分别在两个相机27中的成像芯片平面上聚焦成像,第一成像组件6用于测定第一光源组件1的聚焦光束与被测镜片13上表面交点的空间高度,第二成像组件7用于测定第一光源组件1的聚焦光束与被测镜片13下表面交点的空间高度,上、下表面交点的空间高度差即为镜片中心物理厚度D0。斜像镜头26成像效果更好,采集的图像更准确。
所述第一光电探测组件8为一面阵相机27、线阵相机27或者光电二极管。该设置可使干涉现象检测更准确。
所述第二光电探测组件9为一位置敏感探测器或面阵相机27。该设置可使镜片位置校准更准确。
还包括设置在靠近第一聚焦组件4焦面处的镜架28以及用于驱动镜架28左右移动的电机,用于驱动安装在镜架28上的被测镜片13自动移动。该设置可驱动安装在镜架28上的被测镜片13自动移动,操作更方便,位置控制更精准。
本实施例中,所述第一单色LED测试光源15的光谱宽度为10nm~50nm,中心波长为546nm;所述第一透光孔17的直径小于0.5mm,优选第一透光孔17的直径小于0.2mm,例如0.15mm;所述第一透光孔17与第一单色LED测试光源15的距离小于0.5mm,例如0.2mm;所述第一准直透镜19的焦距大于50mm,优选第一准直透镜19的焦距大于100mm;所述聚焦透镜25的焦距大于50mm,优选聚焦透镜25的焦距大于100mm,例如120mm;所述第一分光片21对第一单色LED测试光源15的光束的透射反射比为1:1;所述第一反射镜11的光反射率为80﹪-90﹪,光透射率为10﹪-20﹪。
本发明镜片折射率检测装置工作原理如下:
在放入被测镜片13之前,打开第一光源组件1,第一光源组件1发出的准直光束经第一聚焦组件4聚焦并经第一反射镜11部分透射出去并投射到第二光电探测组件9中,由第二光电探测组件9监测投射进来的光束的光斑中心位置,并作为后续被测镜片13位置调整的参考位置;放入被测镜片13,由第二光电探测组件9监测投射进来的光束的实际光斑中心位置,并与之前得到的参考位置进行对比,根据两者的偏差来指导用户调整被测镜片13的位置,当实际光斑中心位置与参考位置重合时,被测镜片13中心与光路中心重合,即完成被测镜片13的位置调整;同时,第一光源组件1发出的准直光束经由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,并在被测镜片13上、下表面产生光散射,由第一成像组件6和第二成像组件7分别对被测镜片13上、下表面散射光成像,实现被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;此外,第一光源组件1发出的光束经分光组件10分为两束,一束投射到第二反射镜12上并由第二反射镜12反射而原路返回,另一束投射到第一反射镜11上并由第一反射镜11反射而原路返回,两束返回的光束均通过分光组件10进入到第一光电探测组件8中,移动第二反射镜12至适当位置,即第一光源组件1发出的光束到第二发射镜12的光程与到第一反射镜11的光程完全相等时,第二反射镜12反射回来的光束和第一反射镜11反射回来的光束将在第一光电探测组件8中发生干涉现象,在放入被测镜片13前,记录第一光电探测组件8中出现干涉现象时第二反射镜12的位置d1,并在放入被测镜片13后,重新调整第二反射镜12的位置并记录第一光电探测组件8中再次出现干涉现象时第二反射镜12的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关;然后根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片13的折射率,计算公式为:
本发明镜片折射率检测装置是通过检测聚焦光束在被测镜片13上、下表面产生的散射光斑的空间高度差及干涉现象来获取计算折射率的相关参数,无需制作棱镜,也无需对棱镜的相关角度进行检测,操作更方便,并且缩短了检测周期,可以实现在线快速检测;无需制作棱镜,就不会破坏待测的光学元件,因此也非常适用于成品镜片的检测;并且散射光斑的空间高度差及干涉现象的检测,也适用于非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片。
实施例2:
一种镜片折射率检测方法,该方法是基于实施例1中的镜片折射率检测装置,它包括以下步骤:
(1)***被测镜片13前,打开第一光源组件1,由第二光电探测组件9监测第一光源组件1的光束的光斑中心位置,并将其作为参考位置;
(2)由第一光电探测组件8检测干涉现象,并记录第一光电探测组件8中出现干涉现象时第二反射镜12的位置d1;
(3)***被测镜片13,由第二光电探测组件9监测第一光源组件1的光束的实际光斑中心位置,并与步骤(1)中得到的参考位置进行对比,根据两者的偏差来指导用户调整被测镜片13的位置,当第一光源组件1的光束的实际光斑中心位置与参考位置重合时,被测镜片13中心与光路中心重合,完成被测镜片13的位置调整;
(4)由第一成像组件6和第二成像组件7分别对被测镜片13上、下表面散射光成像,实现被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)重新调整第二反射镜12的位置并记录第一光电探测组件8中再次出现干涉现象时第二反射镜12的位置d2;
(6)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片13的折射率,计算公式为:
实施例3:
一种镜片折射率检测装置,包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件1、可移除的第一聚焦组件4,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件6和第二成像组件7,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件8、第二光电探测组件9、分光组件10、哈特曼板30、可移动的第二反射镜12,所述第二光电探测组件9、哈特曼板30、分光组件10、可移除的第一聚焦组件4和第一光源组件1沿第一光轴方向A由前至后依次设置,所述哈特曼板30的上表面涂有反射膜32用于部分反射第一光源组件1的光束,所述哈特曼板30的下表面设有阵列式透光孔31用于向第二光电探测组件9投射光点阵列,所述可移动的第二反射镜12设置在分光组件10的一侧,所述第一光电探测组件8设置在分光组件10的另一侧,所述第一聚焦组件4的焦面位于分光组件10与哈特曼板30之间用于放置被测镜片13,所述第一成像组件6和第二成像组件7分别设置在被测镜片13的上方和下方,移除第一聚焦组件4时,所述第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的准直光束透射过分光组件10后投射到被测镜片13和哈特曼板30上并进入第二光电探测组件9,并由第二光电探测组件9检测哈特曼板30投射过来的光点阵列,***第一聚焦组件4后,所述第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的准直光束透射过分光组件10且由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,同时被测镜片13上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件6和第二成像组件7检测,另外第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的光束还经分光组件10分为两束,一束投射到第二反射镜12上并由第二反射镜12反射而原路返回,进一步通由分光组件10透射到第一光电探测组件8中,另一束投射到哈特曼板30上并由哈特曼板30的上表面反射而原路返回,也经由分光组件10反射到第一光电探测组件8中,两束返回的光束均通过分光组件10进入到第一光电探测组件8中用于检测干涉现象。
所述第一光源组件1包括一第一单色LED测试光源15,所述第一单色LED测试光源15可为贴片封装形式,该第一单色LED测试光源15可以是530nm或者540nm的绿光,也可以是450nm或者480nm的蓝光,也可以是610nm或者630nm的红光等,第一单色LED测试光源15是哪个波长,就可以测试哪个波长处的折射率,所述第一单色LED测试光源15的前方设有一第一透光孔17,所述第一透光孔17的前方设有一第一准直透镜19,所述第一单色LED测试光源15设置在第一准直透镜19的后焦点上,用于将第一单色LED测试光源15透过第一透光孔17发出的光束经由第一准直透镜19后变为准直光束投射到第一聚焦组件4上。第一单色LED测试光源15成本低,能耗小、使用更安全;将第一单色LED测试光源15转换为准直光束,可使光路耦合更可靠。
所述分光组件10包括一半透半反的第一分光片21,所述第一聚焦组件4包括一聚焦透镜25,所述第一分光片21的中心、聚焦透镜25的中心、第一准直透镜19的中心、第一透光孔17的中心和第一单色LED测试光源15的中心均位于第一光轴方向A上,所述第二反射镜12的中心、第一分光片21的中心和第一光电探测组件8的中心均位于与第一光轴方向A相垂直的第二光轴方向B上,当第二反射镜12位于第一分光片21的左侧时,所述第一分光片21的侧面与第二光轴方向B的夹角为45°,当第二反射镜12位于第一分光片21的右侧时,所述第一分光片21的侧面与第二光轴方向B的夹角为135°。该设置所需元件少、结构简单,且光路耦合可靠。
所述第一成像组件6和第二成像组件7均为一带斜像镜头26的相机27,所述斜像镜头26的光轴方向相对第一光轴方向A的夹角与斜像镜头26的光轴方向相对相机27的成像芯片平面的夹角,满足成像镜头倾斜成像的物象共轭关系。斜像镜头26成像效果更好,采集的图像更准确。
所述第一光电探测组件8为一面阵相机27、线阵相机27或者光电二极管。该设置可使干涉现象检测更准确。
所述第二光电探测组件9为一位置敏感探测器或面阵相机27。该设置可使镜片位置校准和光焦度计算更准确。
还包括设置在靠近第一聚焦组件4焦面处的镜架28以及用于驱动镜架28左右移动的电机,用于驱动安装在镜架28上的被测镜片13自动移动。该设置可驱动安装在镜架28上的被测镜片13自动移动,操作更方便,位置控制更精准。
本实施例相比实施例1中的镜片折射率检测装置存在以下不同:1、第一聚焦组件4变为可移除的结构,可通过电控平移或旋转移除;2、第一反射镜11变为哈特曼板30;3、去掉了第二聚焦组件5。
本实施中,所述第一单色LED测试光源15的光谱宽度为10nm~50nm,中心波长为546nm;所述第一透光孔17的直径小于0.5mm,优选第一透光孔17的直径小于0.2mm,例如0.15mm;所述第一透光孔17与第一单色LED测试光源15的距离小于0.5mm,例如0.2mm;所述第一准直透镜19的焦距大于50mm,优选第一准直透镜19的焦距大于100mm;所述聚焦透镜25的焦距大于50mm,优选聚焦透镜25的焦距大于100mm,例如120mm;所述第一分光片21对第一单色LED测试光源15的光束的透射反射比为1:1;哈特曼板30的结构如图6、7所示,上表面镀部分反射膜32,对于500-600nm的光源反射率为80%-90%,下表面镀阵列圆孔式金属膜,形成阵列式透光孔31,阵列式透光孔31的行和列均为奇数个,且阵列式透光孔31中的最中央的圆孔的直径大于其余圆孔的直径,例如中央圆孔直径0.5mm,其它圆孔直径为0.2mm,圆孔中心距为0.5-0.6mm。
本发明镜片折射率检测装置工作原理如下:
在被测镜片13和第一聚焦组件4移入之前,打开第一光源组件1,所述第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的准直光束依次透射过分光组件10和哈特曼板30后进入第二光电探测组件9中,并由第二光电探测组件9检测哈特曼板30投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片13位置调整和光焦度计算的参考位置;然后移入第一聚焦组件4,所述第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的光束经第一聚焦组件4后,由分光组件10分为两束,一束投射到第二反射镜12上并由第二反射镜12反射而原路返回,另一束投射到哈特曼板30上并由哈特曼板30的上表面反射而原路返回,两束返回的光束均通过分光组件10进入到第一光电探测组件8中用于检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜12的位置d1;移除第一聚焦组件4,并移入被测镜片13,由第二光电探测组件9监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片13的位置,使被测镜片13中心与光路中心重合,即完成被测镜片13的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片13的光焦度,利用实际光点阵列的位置与参考位置的偏移来计算镜片的中心位置和光焦度为现有技术;然后再移入第一聚焦组件4,重新调整第二反射镜12的位置并记录第一光电探测组件8中再次出现干涉现象时第二反射镜12的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关,同时第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的准直光束还会透射过分光组件10且由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,并在被测镜片13上、下表面产生光散射,由第一成像组件6和第二成像组件7分别对被测镜片13上、下表面散射光成像,实现被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;然后根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片13的折射率,计算公式为:
本发明镜片折射率检测装置是通过检测聚焦光束在被测镜片13上、下表面产生的散射光斑的空间高度差及干涉现象来获取计算折射率的相关参数,无需制作棱镜,也无需对棱镜的相关角度进行检测,操作更方便,并且缩短了检测周期,可以实现在线快速检测;无需制作棱镜,就不会破坏待测的光学元件,因此也非常适用于成品镜片的检测;并且散射光斑的空间高度差及干涉现象的检测,也适用于非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片;另外还利用哈特曼板30来校正待测镜片的中心是否与光路中心对准,以及根据哈特曼板30检测到的光点阵列的偏移情况来检测镜片的光焦度。
实施例4:
一种镜片折射率检测方法,该方法是基于实施例3中的镜片折射率检测装置,它包括以下步骤:
(1)在被测镜片13和第一聚焦组件4移入之前,打开第一光源组件1,由第二光电探测组件9检测哈特曼板30投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片13位置调整和光焦度计算的参考位置;
(2)移入第一聚焦组件4,由第一光电探测组件8检测干涉现象,并记录发生干涉现象时第二反射镜12的位置d1;
(3)移除第一聚焦组件4,并移入被测镜片13,由第二光电探测组件9监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片13的位置,使被测镜片13中心与光路中心重合,即完成被测镜片13的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片13的光焦度;
(4)再移入第一聚焦组件4,重新调整第二反射镜12的位置并记录第一光电探测组件8中再次出现干涉现象时第二反射镜12的位置d2,同时由第一成像组件6和第二成像组件7分别对被测镜片13上、下表面散射光成像,实现被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片13的折射率,计算公式为:
实施例5:
一种镜片折射率检测装置,包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件1和第二光源组件2、第一聚焦组件4和第一合光组件14,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件6和第二成像组件7,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件8、第二光电探测组件9、分光组件10、哈特曼板30、可移动的第二反射镜12,所述第二光电探测组件9、哈特曼板30、分光组件10、第一合光组件14和第二光源组件2沿第一光轴方向A由前至后依次设置,所述第一光源组件1设置在第一合光组件14的一侧,所述第一聚焦组件4设置在第一光源组件1与第一合光组件14之间,所述哈特曼板30的上表面涂有反射膜32用于部分反射第一光源组件1的光束,所述哈特曼板30的下表面设有阵列式透光孔31用于向第二光电探测组件9投射光点阵列,所述可移动的第二反射镜12设置在分光组件10的一侧,所述第一光电探测组件8设置在分光组件10的另一侧,所述第一聚焦组件4的焦面位于分光组件10与哈特曼板30之间用于放置被测镜片13,所述第一成像组件6和第二成像组件7分别设置在被测镜片13的上方和下方,所述第一光源组件1输出的光束经第一合光组件14反射后沿第一光轴方向A传输,并由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,同时被测镜片13上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件6和第二成像组件7检测,同时第一光源组件1沿第一光轴方向A传输的光束还经分光组件10分为两束,一束投射到第二反射镜12上并由第二反射镜12反射而原路返回,进一步通由分光组件10透射到第一光电探测组件8中,另一束投射到哈特曼板30上并由哈特曼板30的上表面反射而原路返回,也经由分光组件10反射到第一光电探测组件8中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件8中用于检测干涉现象,所述第二光源组件2沿第一光轴方向A传输的准直光束透射过第一合光组件14、分光组件10、被测镜片13和哈特曼板30上后透射到第二光电探测组件9中,并由第二光电探测组件9检测哈特曼板30投射过来的光点阵列。
所述第一光源组件1包括一第一单色LED测试光源15,所述第一单色LED测试光源15可为贴片封装形式,该第一单色LED测试光源15可以是530nm或者540nm的绿光,也可以是450nm或者480nm的蓝光,也可以是610nm或者630nm的红光等,第一单色LED测试光源15是哪个波长,就可以测试哪个波长处的折射率,所述第一单色LED测试光源15的前方设有一第一透光孔17,所述第一透光孔17的前方设有一第一准直透镜19,所述第一单色LED测试光源15设置在第一准直透镜19的后焦点上,用于将第一单色LED测试光源15透过第一透光孔17发出的光束经由第一准直透镜19后变为准直光束投射到第一聚焦组件4上。第一单色LED测试光源15成本低,能耗小、使用更安全;将第一单色LED测试光源15转换为准直光束,可使光路耦合更可靠。
所述第二光源组件2包括一第二单色LED测试光源16,所述第二单色LED测试光源16可为贴片封装形式,该第二单色LED测试光源16可以是530nm或者540nm的绿光,也可以是450nm或者480nm的蓝光,也可以是610nm或者630nm的红光等,所述第二单色LED测试光源16的前方设有一第二透光孔18,所述第二透光孔18的前方设有一第二准直透镜20,所述第二单色LED测试光源16设置在第二准直透镜20的后焦点上,用于将第二单色LED测试光源16透过第二透光孔18发出的光束经由第二准直透镜20后变为准直光束。第二单色LED测试光源16成本低,能耗小、使用更安全;将第二单色LED测试光源16转换为准直光束,可使光路耦合更可靠。
所述分光组件10包括一半透半反的第一分光片21,所述第二反射镜12的中心、第一分光片21的中心和第一光电探测组件8的中心均位于与第一光轴方向A相垂直的第二光轴方向B上,当第二反射镜12位于第一分光片21的左侧时,所述第一分光片21的侧面与第二光轴方向B的夹角为45°,当第二反射镜12位于第一分光片21的右侧时,所述第一分光片21的侧面与第二光轴方向B的夹角为135°。该设置所需元件少、结构简单,且光路耦合可靠。
所述第一合光组件14包括一半透半反的第二分光片22,所述第一聚焦组件4包括一聚焦透镜25,所述第一单色LED测试光源15的中心、第一透光孔17的中心、第一准直透镜19的中心、聚焦透镜25的中心和第二分光片22的中心均位于与第一光轴方向A相垂直的第三光轴方向C上,所述第二单色LED测试光源16的中心、第二透光孔18的中心、第二准直透镜20的中心和第二分光片22的中心均位于第一光轴方向A上,当第一单色LED测试光源15位于第二分光片22的左侧时,所述第二分光片22的侧面与第三光轴方向C的夹角为135°,当第一单色LED测试光源15位于第二分光片22的右侧时,所述第二分光片22的侧面与第三光轴方向C的夹角为45°。该第一合光组件14结构简单,使得第一光源组件1和第二光源组件2输出的准直光束只需经过一次透射或一次反射即可沿第一光轴方向A传输,光束的能量损耗小,有利于检测的准确可靠进行。
所述第一成像组件6和第二成像组件7均为一带斜像镜头26的相机27,所述斜像镜头26的光轴方向相对第一光轴方向A的夹角与斜像镜头26的光轴方向相对相机27的成像芯片平面的夹角,满足成像镜头倾斜成像的物象共轭关系。斜像镜头26成像效果更好,采集的图像更准确。
所述第一光电探测组件8为一面阵相机27、线阵相机27或者光电二极管。该设置可使干涉现象检测更准确。
所述第二光电探测组件9为一位置敏感探测器或面阵相机27。该设置可使镜片位置校准和光焦度计算更准确。
还包括设置在靠近第一聚焦组件4焦面处的镜架28以及用于驱动镜架28左右移动的电机,用于驱动安装在镜架28上的被测镜片13自动移动。该设置可驱动安装在镜架28上的被测镜片13自动移动,操作更方便,位置控制更精准。
本实施例相比实施例3中的镜片折射率检测装置存在以下不同:1、第一聚焦组件4变为固定的结构;2、增设了第二光源组件2,利用第二光源组件2来对被测镜片13的中心位置进行调节以及对光焦度进行计算,而第一光源组件1用于检测散射光斑的空间高度差及干涉现象并计算折射率。
本实施例中,所述第一单色LED测试光源15的光谱宽度为10nm~50nm,中心波长为546nm;所述第二单色LED测试光源16的光谱宽度为10nm~50nm,中心波长为546nm;所述第一透光孔17的直径小于0.5mm,优选第一透光孔17的直径小于0.2mm,例如0.15mm;所述第一透光孔17与第一单色LED测试光源15的距离小于0.5mm,例如0.2mm;所述第二透光孔18的直径小于0.5mm,优选第二透光孔18的直径小于0.2mm;所述第二透光孔18与第二单色LED测试光源16的距离小于0.5mm,例如0.2mm;所述第一准直透镜19的焦距大于50mm,优选第一准直透镜19的焦距大于100mm;所述第二准直透镜20的焦距大于50mm,优选第二准直透镜20的焦距大于100mm;所述聚焦透镜25的焦距大于50mm,优选聚焦透镜25的焦距大于100mm;所述第一分光片21对500-600nm光源组件的透射反射比为1:1。
本发明镜片折射率检测装置工作原理如下:
在被测镜片13移入之前,关闭第一光源组件1,打开第二光源组件2,所述第二光源组件2沿第一光轴方向A传输的准直光束经第一合光组件14、分光组件10和哈特曼板30上后进入第二光电探测组件9,并由第二光电探测组件9检测哈特曼板30投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片13位置调整和光焦度计算的参考位置;然后关闭第二光源组件2,打开第一光源组件1,所述第一光源组件1沿第三光轴方向C传输的准直光束经第一合光组件14反射后沿第一光轴方向A传输,由分光组件10分为两束,一束投射到第二反射镜12上并由第二反射镜12反射而原路返回,另一束投射到哈特曼板30上并由哈特曼板30的上表面反射而原路返回,两束返回的光束均通过分光组件10进入到第一光电探测组件8中用于检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜12的位置d1;然后关闭第一光源组件1,打开第二光源组件2,并移入被测镜片13,由第二光电探测组件9监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片13的位置,使被测镜片13中心与光路中心重合,即完成被测镜片13的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片13的光焦度,根据实际光点阵列的位置与参考位置的偏移计算镜片的中心位置和光焦度为现有技术;然后关闭第二光源组件2,打开第一光源组件1,重新调整第二反射镜12的位置并记录第一光电探测组件8中再次出现干涉现象时第二反射镜12的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关,同时第一光源组件1输出的光束还会由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,并在被测镜片13上、下表面产生光散射,由第一成像组件6和第二成像组件7分别对被测镜片13上、下表面散射光成像,实现被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;然后根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片13的折射率,计算公式为:
本发明镜片折射率检测装置是通过检测聚焦光束在被测镜片13上、下表面产生的散射光斑的空间高度差及干涉现象来获取计算折射率的相关参数,无需制作棱镜,也无需对棱镜的相关角度进行检测,操作更方便,并且缩短了检测周期,可以实现在线快速检测;无需制作棱镜,就不会破坏待测的光学元件,因此也非常适用于成品镜片的检测;并且散射光斑的空间高度差及干涉现象的检测,也适用于非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片;另外还利用哈特曼板30来校正待测镜片的中心是否与光路中心对准,以及根据哈特曼板30检测到的光点阵列的偏移情况来检测光焦度。
实施例6:
一种镜片折射率检测方法,该方法是基于实施例5中的镜片折射率检测装置,它包括以下步骤:
(1)在被测镜片13移入之前,关闭第一光源组件1,打开第二光源组件2,由第二光电探测组件9检测哈特曼板30投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片13位置调整和光焦度计算的参考位置;
(2)关闭第二光源组件2,打开第一光源组件1,由第一光电探测组件8中检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜12的位置d1;
(3)关闭第一光源组件1,打开第二光源组件2,并移入被测镜片13,由第二光电探测组件9监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片13的位置,使被测镜片(13)中心与光路中心重合,即完成被测镜片13的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片13的光焦度;
(4)关闭第二光源组件2,打开第一光源组件1,重新调整第二反射镜12的位置并记录第一光电探测组件8中再次出现干涉现象时第二反射镜12的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关,同时第一光源组件1输出的光束还会由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,并在被测镜片13上、下表面产生光散射,由第一成像组件6和第二成像组件7分别对被测镜片13上、下表面散射光成像,实现被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片13的折射率,计算公式为:
实施例7:
一种镜片折射率检测装置,包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件1和第二光源组件2、第三光源组件3、第一合光组件14、第二合光组件29以及第一聚焦组件4,所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件6和第二成像组件7,所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件8、第二光电探测组件9、分光组件10、哈特曼板30、可移动的第二反射镜12,所述第二光电探测组件9、哈特曼板30、分光组件10、第一聚焦组件4、第一合光组件14、第一光源组件1沿第一光轴方向A由前至后依次设置,所述第二反射镜12设置在分光组件10的一侧,所述第一光电探测组件8设置在分光组件10的另一侧,所述第一聚焦组件4的焦面处位于分光组件10与哈特曼板30之间用于放置被测镜片13,所述第一成像组件6和第二成像组件7分别设置在被测镜片13的上方和下方,所述哈特曼板30的上表面涂有反射膜32用于部分反射第二光源组件2的光束,所述哈特曼板30的下表面设有阵列式透光孔31;所述第一光源组件1输出的准直光束透射过第一合光组件14后仍沿第一光轴方向A传输,且由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,同时被测镜片13上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件6和第二成像组件7检测;所述第三光源组件3位于第一聚焦组件4的后焦点上,所述第三光源组件3输出的光束依次经第二合光组件29和第一合光组件14反射后经第一聚焦组件4聚焦为平行光束并沿第一光轴方向A传输,所述第三光源组件3沿第一光轴方向A传输的平行光束透射过被测镜片13和哈特曼板30后,由第二光电探测组件9检测透射过哈特曼板30的光点阵列;所述第二光源组件2输出的准直光束透射过第二合光组件29并经第一合光组件14反射后沿第一光轴方向A传输,再经分光组件10分为两束,一束投射到第二反射镜12上并由第二反射镜12反射而原路返回,进一步通由分光组件10透射到第一光电探测组件8中,另一束投射到哈特曼板30上并由哈特曼板30上表面反射而原路返回,也经由分光组件10反射到第一光电探测组件8中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件8中用于检测干涉现象。
所述分光组件10包括一半透半反的第一分光片21,所述第一光电探测组件8的中心、第一分光片21的中心和第二反射镜12的中心均位于与第一光轴方向A相垂直的第二光轴方向B上,本实施例中,所述第二反射镜12位于第一分光片21的右侧,所述第一分光片21的侧面与第二光轴方向B的夹角为135°,当然第二反射镜12也可位于第一分光片21的左侧,这样第一分光片21的侧面与第二光轴方向B的夹角为45°。该设置所需元件少、结构简单,且光路耦合可靠。
所述第一合光组件14包括一半透半反的第二分光片22,所述第二光源组件2和第三光源组件3设置在第二分光片22的同一侧,所述第二合光组件29包括一设置在第二分光片22与第二光源组件2之间的半透半反的第三分光片23;所述第一光源组件1设置在第二分光片22的后方,且其输出的准直光束沿第一光轴方向A投射到第二分光片22上后发生透射;所述第二光源组件2输出的准直光束沿与第一光轴方向A相垂直的第三光轴方向C传输,然后投射到第三分光片23上后发生透射,再经第二分光片22反射后沿第一光轴方向A传输;所述第三光源组件3输出的光束沿与第三光轴方向C相垂直的第四光轴方向D传输,然后依次经第三分光片23和第二分光片22反射后沿第一光轴方向A传输;所述第二分光片22和第三分光片23均与第三光轴方向C呈45°时,所述第二光源组件2位于第二分光片22的右侧且第三光源组件3位于第三光轴方向C的上方,所述第二分光片22和第三分光片23均与第二光轴方向B呈135°时,所述第二光源组件2位于第二分光片22的左侧且第三光源组件3位于第三光轴方向C的上方,所述第二分光片22与第三光轴方向C呈45°且第三分光片23与第三光轴方向C呈135°时,所述第二光源组件2位于第二分光片22的右侧且第三光源组件3位于第三光轴方向C的下方,所述第二分光片22与第三光轴方向C呈135°且第三分光片23与第三光轴方向C呈45°时,所述第二光源组件2位于第二分光片22的左侧且第三光源组件3位于第三光轴方向C的下方。该第一合光组件14和第二合光组件29结构简单,使得第一光源组件1和第二光源组件2/第三光源组件3输出的准直光束只需经过简单的透射和/或反射即可沿第一光轴方向A传输,光束的能量损耗小,有利于检测的准确可靠进行。
所述第一光源组件1包括一半导体激光器,所述半导体激光器设置在第二分光片22的后方,且其输出的准直光束沿第一光轴方向A投射到第二分光片22上后发生透射。半导体激光器体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高。
所述第二光源组件2包括一第一单色LED测试光源15,所述第一单色LED测试光源15可为贴片封装形式,该第一单色LED测试光源15可以是530nm或者540nm的绿光,也可以是450nm或者480nm的蓝光,也可以是610nm或者630nm的红光等,第一单色LED测试光源15是哪个波长,就可以测试哪个波长处的折射率,所述第一单色LED测试光源15的前方设有一第一透光孔17,所述第一透光孔17的前方设有一第一准直透镜19,所述第一单色LED测试光源15设置在第一准直透镜19的后焦点上,用于将第一单色LED测试光源15透过第一透光孔17发出的光束经由第一准直透镜19后变为准直光束,所述第一单色LED测试光源15输出的准直光束沿与第一光轴方向A相垂直的第三光轴方向C透射过第三分光片23,并经第二分光片22反射后沿第一光轴方向A传输;所述第二分光片22的中心、第三分光片23的中心、第一准直透镜19的中心、第一透光孔17的中心和第一单色LED测试光源15的中心均位于与第一光轴方向A相垂直的第三光轴方向C上。第一单色LED测试光源15成本低,能耗小、使用更安全;将第一单色LED测试光源15转换为准直光束,可使光路耦合更可靠。
所述第三光源组件3包括一第二单色LED测试光源16,所述第二单色LED测试光源16可为贴片封装形式,该第二单色LED测试光源16可与第一单色LED测试光源15相同,可以是530nm或者540nm的绿光,也可以是450nm或者480nm的蓝光,也可以是610nm或者630nm的红光等,所述第二单色LED测试光源16的前方设有一第二透光孔18,所述第二单色LED测试光源16设置在第一聚焦组件4的后焦点上,用于将第二单色LED测试光源16透过第二透光孔18发出的光束经由第一聚焦组件4后变为准直光束,所述第二单色LED测试光源16输出的准直光束沿与第三光轴方向C相垂直的第四光轴方向D投射到第三分光片23上,并依次经第三分光片23和第二分光片22的两次反射后沿第一光轴方向A传输;所述第三分光片23的中心、第二透光孔18的中心和第二单色LED测试光源16的中心均位于与第三光轴方向C相垂直的第四光轴方向D上。第二单色LED测试光源16成本低,能耗小、使用更安全;将第二单色LED测试光源16转换为准直光束,可进行光焦度计算。
所述第一聚焦组件4包括一聚焦透镜25。该设置结构简单。
所述第一成像组件6和第二成像组件7均为一带斜像镜头26的相机27,所述斜像镜头26的光轴方向相对第一光轴方向A的夹角与斜像镜头26的光轴方向相对相机27的成像芯片平面的夹角,满足成像镜头倾斜成像的物象共轭关系。斜像镜头26成像效果更好,采集的图像更准确。
所述第一光电探测组件8为一面阵相机27、线阵相机27或者光电二极管。该设置可使干涉现象检测更准确。
所述第二光电探测组件9为一位置敏感探测器或面阵相机27。该设置可使镜片位置校准更准确。
还包括设置在靠近第一聚焦组件4焦面处的镜架28以及用于驱动镜架28左右移动的电机,用于驱动安装在镜架28上的被测镜片13自动移动。该设置可驱动安装在镜架28上的被测镜片13自动移动,操作更方便,位置控制更精准。
本实施例中,所述半导体激光器输出的准直光束的直径小于3mm,例如1.5mm,波长大于650nm;所述第一单色LED测试光源15的光谱宽度为10nm~50nm,中心波长为546nm;所述第二单色LED测试光源16的光谱宽度为10nm~50nm,中心波长为546nm;所述第一透光孔17的直径小于0.5mm,优选第一透光孔17的直径小于0.2mm;所述第一透光孔17与第一单色LED测试光源15的距离小于0.5mm,例如0.2mm;所述第二透光孔18的直径小于0.5mm,优选第二透光孔18的直径小于0.2mm;所述第二透光孔18与第二单色LED测试光源16的距离小于0.5mm,例如0.2mm;所述第一准直透镜19的焦距大于50mm,优选第一准直透镜19的焦距大于100mm;所述聚焦透镜25的焦距大于50mm,优选聚焦透镜25的焦距大于100mm;第二透光孔18到聚焦透镜25的距离与聚焦透镜25的焦距相等;所述第一分光片21和第四分光片24,对单色LED测试光源的光束的透射反射比为1:1,对于半导体激光器的光束透射率大于反射率,所述第二分光片22和第三分光片23,对单色LED测试光源的光束的透射反射比为1:1。
本实施例镜片折射率检测装置工作原理如下:
在被测镜片13移入之前,关闭第一光源组件1和第二光源组件2,打开第三光源组件3,由第二光电探测组件9检测哈特曼板30透射进来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片13位置调整和光焦度计算的参考位置;关闭第三光源组件3,打开第二光源组件2,由第一光电探测组件8检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜12的位置d1;关闭第二光源组件2,打开第三光源组件3,并移入被测镜片13,由第二光电探测组件9监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片13的位置,使被测镜片13中心与光路中心重合,即完成被测镜片13的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片13的光焦度;关闭第三光源组件3,打开第一光源组件1,第一光源组件1输出的光束由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,并在被测镜片13上、下表面产生光散射,由第一成像组件6和第二成像组件7分别对被测镜片13上、下表面散射光成像,实现被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;关闭第一光源组件1,打开第二光源组件2,重新调整第二反射镜12的位置并记录第一光电探测组件8中再次出现干涉现象时第二反射镜12的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关;根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片13的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
本发明镜片折射率检测装置是通过检测聚焦光束在被测镜片13上、下表面产生的散射光斑的空间高度差及干涉现象来获取计算折射率的相关参数,无需制作棱镜,也无需对棱镜的相关角度进行检测,操作更方便,并且缩短了检测周期,可以实现在线快速检测;无需制作棱镜,就不会破坏待测的光学元件,因此也非常适用于成品镜片的检测;并且散射光斑的空间高度差及干涉现象的检测,也适用于非球面镜片、柱面镜片等非规则面型镜片;另外分别设置两组光源组件并配合哈特曼板30来校正待测镜片的中心是否与光路中心对准,以及根据哈特曼板30检测到的光点阵列的偏移情况来检测光焦度。
实施例8:
一种镜片折射率检测方法,该方法是基于实施例7中的镜片折射率检测装置,它包括以下步骤:
(1)在被测镜片13移入之前,关闭第一光源组件1和第二光源组件2,打开第三光源组件3,由第二光电探测组件9检测哈特曼板30透射进来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片13位置调整和光焦度计算的参考位置;
(3)关闭第三光源组件3,打开第二光源组件2,由第一光电探测组件8检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜12的位置d1;
(4)关闭第二光源组件2,打开第三光源组件3,并移入被测镜片13,由第二光电探测组件9监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片13的位置,使被测镜片13中心与光路中心重合,即完成被测镜片13的位置调整;同时还可根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片13的光焦度;
(5)关闭第三光源组件3,打开第一光源组件1,第一光源组件1输出的光束由第一聚焦组件4在被测镜片13处聚焦,并在被测镜片13上、下表面产生光散射,由第一成像组件6和第二成像组件7分别对被测镜片13上、下表面散射光成像,实现被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片13上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(6)关闭第一光源组件1,打开第二光源组件2,重新调整第二反射镜12的位置并记录第一光电探测组件8中再次出现干涉现象时第二反射镜12的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关;
(7)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片13的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
Claims (23)
1.一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件(1)、第一聚焦组件(4),所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件(6)和第二成像组件(7),所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件(8)、第二光电探测组件(9)、分光组件(10)、部分反射的第一反射镜(11)、可移动的第二反射镜(12),所述第二光电探测组件(9)、第一反射镜(11)、分光组件(10)、第一聚焦组件(4)和第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)由前至后依次设置,所述可移动的第二反射镜(12)设置在分光组件(10)的一侧,所述第一光电探测组件(8)设置在分光组件(10)的另一侧,所述第一聚焦组件(4)的焦面位于分光组件(10)与第一反射镜(11)之间用于放置被测镜片(13),所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别设置在被测镜片(13)的上方和下方,所述第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)传输的准直光束经由第一聚焦组件(4)在被测镜片(13)处聚焦,同时被测镜片(13)上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件(6)和第二成像组件(7)检测,所述第一光源组件(1)聚焦后的光束还经第一反射镜(11)部分透射到第二光电探测组件(9)中,所述第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)传输的光束还经分光组件(10)分为两束,一束投射到第二反射镜(12)上并由第二反射镜(12)反射而原路返回,进一步通由分光组件(10)透射到第一光电探测组件(8)中,另一束投射到第一反射镜(11)上并由第一反射镜(11)反射而原路返回,也经由分光组件(10)反射到第一光电探测组件(8)中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件(8)中用于检测干涉现象;在放入被测镜片(13)之前,所述第二光电探测组件(9)用于监测准直光束的光斑中心位置,并将其作为参考位置,所述第一光电探测组件(8)用于检测干涉现象,当出现干涉现象时,所述第二反射镜(12)的位置记为d1;当所述被测镜片(13)放置时,通过所述第二光电探测组件(9)监测所述第一光源组件(1)的准直光束的实际光斑中心位置,并与所述参考位置对比,以供调整所述被测镜片(13)的位置使得准直光束的实际光斑中心位置与参考位置重合;所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别对被测镜片(13)上、下表面散射光成像,使得所述被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度测定,所述被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度差记为镜片中心物理厚度D0;当重新调整所述第二反射镜(12)的位置再次出现干涉现象时,将所述第二反射镜(12)的位置记为d2,所述被测镜片(13)的折射率计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
2.根据权利要求1所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第一反射镜(11)的光反射率大于光透射率,所述第一反射镜(11)与第二光电探测组件(9)之间还设有第二聚焦组件(5)用于汇聚第一光源组件(1)透射过第一反射镜(11)的光束,所述光反射率和光透射率都是针对第一光源组件(1)发出的光束。
3.根据权利要求1所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第一光源组件(1)包括一第一单色LED测试光源(15),所述第一单色LED测试光源(15)的前方设有一第一透光孔(17),所述第一透光孔(17)的前方设有一第一准直透镜(19),所述第一单色LED测试光源(15)设置在第一准直透镜(19)的后焦点上,用于将第一单色LED测试光源(15)透过第一透光孔(17)发出的光束经由第一准直透镜(19)后变为准直光束投射到第一聚焦组件(4)上。
4.根据权利要求3所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述分光组件(10)包括一半透半反的第一分光片(21),所述第一聚焦组件(4)包括一聚焦透镜(25),所述第一分光片(21)的中心、聚焦透镜(25)的中心、第一准直透镜(19)的中心、第一透光孔(17)的中心和第一单色LED测试光源(15)的中心均位于第一光轴方向(A)上,所述第二反射镜(12)的中心、第一分光片(21)的中心和第一光电探测组件(8)的中心均位于与第一光轴方向(A)相垂直的第二光轴方向(B)上,当第二反射镜(12)位于第一分光片(21)的左侧时,所述第一分光片(21)的侧面与第二光轴方向(B)的夹角为45°,当第二反射镜(12)位于第一分光片(21)的右侧时,所述第一分光片(21)的侧面与第二光轴方向(B)的夹角为135°。
5.根据权利要求1所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)均为一带斜像镜头(26)的相机(27),所述斜像镜头(26)的光轴方向相对第一光轴方向(A)的夹角与斜像镜头(26)的光轴方向相对相机(27)的成像芯片平面的夹角,满足成像镜头倾斜成像的物象共轭关系。
6.一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件(1)、可移除的第一聚焦组件(4),所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件(6)和第二成像组件(7),所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件(8)、第二光电探测组件(9)、分光组件(10)、哈特曼板(30)、可移动的第二反射镜(12),所述第二光电探测组件(9)、哈特曼板(30)、分光组件(10)、可移除的第一聚焦组件(4)和第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)由前至后依次设置,所述哈特曼板(30)的上表面涂有反射膜(32)用于部分反射第一光源组件(1)的光束,所述哈特曼板(30)的下表面设有阵列式透光孔(31)用于向第二光电探测组件(9)投射光点阵列,所述可移动的第二反射镜(12)设置在分光组件(10)的一侧,所述第一光电探测组件(8)设置在分光组件(10)的另一侧,所述第一聚焦组件(4)的焦面位于分光组件(10)与哈特曼板(30)之间用于放置被测镜片(13),所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别设置在被测镜片(13)的上方和下方,移除第一聚焦组件(4)时,所述第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)传输的准直光束透射过分光组件(10)后投射到被测镜片(13)和哈特曼板(30)上并进入第二光电探测组件(9),并由第二光电探测组件(9)检测哈特曼板(30)投射过来的光点阵列,***第一聚焦组件(4)后,所述第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)传输的准直光束透射过分光组件(10)且由第一聚焦组件(4)在被测镜片(13)处聚焦,同时被测镜片(13)上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件(6)和第二成像组件(7)检测,另外第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)传输的光束还经分光组件(10)分为两束,一束投射到第二反射镜(12)上并由第二反射镜(12)反射而原路返回,进一步通由分光组件(10)透射到第一光电探测组件(8)中,另一束投射到哈特曼板(30)上并由哈特曼板(30)的上表面反射而原路返回,也经由分光组件(10)反射到第一光电探测组件(8)中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件(8)中用于检测干涉现象;在被测镜片(13)和第一聚焦组件(4)移入之前,打开第一光源组件(1),所述第二光电探测组件(9)用于检测哈特曼板(30)投射过来的光点阵列,所述光点阵列的位置记为参考位置;移入第一聚焦组件(4),所述第一光电探测组件(8)用于检测干涉现象,当发生干涉现象时,所述第二反射镜(12)的位置记为d1;移除第一聚焦组件(4),并移入被测镜片(13),所述第二光电探测组件(9)用于监测实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与所述参考位置之间的偏移调整所述被测镜片(13)的位置,使得所述被测镜片(13)中心与光路中心重合;再移入第一聚焦组件(4),当调整所述第二反射镜(12)并再次出现干涉现象时,将所述第二反射镜(12)的位置记为d2,所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别对被测镜片(13)上、下表面散射光成像,使得所述被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度测定,所述被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度差记为镜片中心物理厚度D0,所述被测镜片(13)的折射率,计算公式n=1+(d2-d1)/D0。
7.根据权利要求6所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第一光源组件(1)包括一第一单色LED测试光源(15),所述第一单色LED测试光源(15)的前方设有一第一透光孔(17),所述第一透光孔(17)的前方设有一第一准直透镜(19),所述第一单色LED测试光源(15)设置在第一准直透镜(19)的后焦点上,用于将第一单色LED测试光源(15)透过第一透光孔(17)发出的光束经由第一准直透镜(19)后变为准直光束投射到第一聚焦组件(4)上。
8.根据权利要求7所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述分光组件(10)包括一半透半反的第一分光片(21),所述第一聚焦组件(4)包括一聚焦透镜(25),所述第一分光片(21)的中心、聚焦透镜(25)的中心、第一准直透镜(19)的中心、第一透光孔(17)的中心和第一单色LED测试光源(15)的中心均位于第一光轴方向(A)上,所述第二反射镜(12)的中心、第一分光片(21)的中心和第一光电探测组件(8)的中心均位于与第一光轴方向(A)相垂直的第二光轴方向(B)上,当第二反射镜(12)位于第一分光片(21)的左侧时,所述第一分光片(21)的侧面与第二光轴方向(B)的夹角为45°,当第二反射镜(12)位于第一分光片(21)的右侧时,所述第一分光片(21)的侧面与第二光轴方向(B)的夹角为135°。
9.一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件(1)和第二光源组件(2)、第一聚焦组件(4)和第一合光组件(14),所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件(6)和第二成像组件(7),所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件(8)、第二光电探测组件(9)、分光组件(10)、哈特曼板(30)、可移动的第二反射镜(12),所述第二光电探测组件(9)、哈特曼板(30)、分光组件(10)、第一合光组件(14)和第二光源组件(2)沿第一光轴方向(A)由前至后依次设置,所述第一光源组件(1)设置在第一合光组件(14)的一侧,所述第一聚焦组件(4)设置在第一光源组件(1)与第一合光组件(14)之间,所述哈特曼板(30)的上表面涂有反射膜(32)用于部分反射第一光源组件(1)的光束,所述哈特曼板(30)的下表面设有阵列式透光孔(31)用于向第二光电探测组件(9)投射光点阵列,所述可移动的第二反射镜(12)设置在分光组件(10)的一侧,所述第一光电探测组件(8)设置在分光组件(10)的另一侧,所述第一聚焦组件(4)的焦面位于分光组件(10)与哈特曼板(30)之间用于放置被测镜片(13),所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别设置在被测镜片(13)的上方和下方,所述第一光源组件(1)输出的光束经第一合光组件(14)反射后沿第一光轴方向(A)传输,并由第一聚焦组件(4)在被测镜片(13)处聚焦,同时被测镜片(13)上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件(6)和第二成像组件(7)检测,同时第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)传输的光束还经分光组件(10)分为两束,一束投射到第二反射镜(12)上并由第二反射镜(12)反射而原路返回,进一步通由分光组件(10)透射到第一光电探测组件(8)中,另一束投射到哈特曼板(30)上并由哈特曼板(30)的上表面反射而原路返回,也经由分光组件(10)反射到第一光电探测组件(8)中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件(8)中用于检测干涉现象,所述第二光源组件(2)沿第一光轴方向(A)传输的准直光束透射过第一合光组件(14)、分光组件(10)、被测镜片(13)和哈特曼板(30)上后透射到第二光电探测组件(9)中,并由第二光电探测组件(9)检测哈特曼板(30)投射过来的光点阵列;在被测镜片(13)移入之前,关闭第一光源组件(1),打开第二光源组件(2),所述第二光电探测组件(9)用于检测哈特曼板(30)投射过来的光点阵列,所述光点阵列的位置记为参考位置;关闭第二光源组件(2),打开第一光源组件(1),所述第一光电探测组件(8)用于检测干涉现象,当发生干涉现象时,所述第二反射镜(12)的位置记为d1;关闭第一光源组件(1),打开第二光源组件(2),并移入被测镜片(13),所述第二光电探测组件(9)用于监测实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与所述参考位置之间的偏移调整所述被测镜片(13)的位置,使得所述被测镜片(13)中心与光路中心重合;关闭第二光源组件(2),打开第一光源组件(1),当调整所述第二反射镜(12)并再次出现干涉现象时,将所述第二反射镜(12)的位置记为d2,所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别对被测镜片(13)上、下表面散射光成像,使得所述被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度测定,所述被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度差记为镜片中心物理厚度D0,所述被测镜片(13)的折射率,计算公式n=1+(d2-d1)/D0。
10.根据权利要求9所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第一光源组件(1)包括一第一单色LED测试光源(15),所述第一单色LED测试光源(15)的前方设有一第一透光孔(17),所述第一透光孔(17)的前方设有一第一准直透镜(19),所述第一单色LED测试光源(15)设置在第一准直透镜(19)的后焦点上,用于将第一单色LED测试光源(15)透过第一透光孔(17)发出的光束经由第一准直透镜(19)后变为准直光束投射到第一聚焦组件(4)上。
11.根据权利要求10所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第二光源组件(2)包括一第二单色LED测试光源(16),所述第二单色LED测试光源(16)的前方设有一第二透光孔(18),所述第二透光孔(18)的前方设有一第二准直透镜(20),所述第二单色LED测试光源(16)设置在第二准直透镜(20)的后焦点上,用于将第二单色LED测试光源(16)透过第二透光孔(18)发出的光束经由第二准直透镜(20)后变为准直光束。
12.根据权利要求9所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述分光组件(10)包括一半透半反的第一分光片(21),所述第二反射镜(12)的中心、第一分光片(21)的中心和第一光电探测组件(8)的中心均位于与第一光轴方向(A)相垂直的第二光轴方向(B)上,当第二反射镜(12)位于第一分光片(21)的左侧时,所述第一分光片(21)的侧面与第二光轴方向(B)的夹角为45°,当第二反射镜(12)位于第一分光片(21)的右侧时,所述第一分光片(21)的侧面与第二光轴方向(B)的夹角为135°。
13.根据权利要求11所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第一合光组件(14)包括一半透半反的第二分光片(22),所述第一聚焦组件(4)包括一聚焦透镜(25),所述第一单色LED测试光源(15)的中心、第一透光孔(17)的中心、第一准直透镜(19)的中心、聚焦透镜(25)的中心和第二分光片(22)的中心均位于与第一光轴方向(A)相垂直的第三光轴方向(C)上,所述第二单色LED测试光源(16)的中心、第二透光孔(18)的中心、第二准直透镜(20)的中心和第二分光片(22)的中心均位于第一光轴方向(A)上,当第一单色LED测试光源(15)位于第二分光片(22)的左侧时,所述第二分光片(22)的侧面与第三光轴方向(C)的夹角为135°,当第一单色LED测试光源(15)位于第二分光片(22)的右侧时,所述第二分光片(22)的侧面与第三光轴方向(C)的夹角为45°。
14.一种镜片折射率检测装置,其特征在于:包括光源模块、镜片中心物理厚度检测模块和镜片中心光学厚度检测模块,所述光源模块包括用于输出准直光束的第一光源组件(1)和第二光源组件(2)、第三光源组件(3)、第一合光组件(14)、第二合光组件(29)以及第一聚焦组件(4),所述镜片中心物理厚度检测模块包括第一成像组件(6)和第二成像组件(7),所述镜片中心光学厚度检测模块包括第一光电探测组件(8)、第二光电探测组件(9)、分光组件(10)、哈特曼板(30)、可移动的第二反射镜(12),所述第二光电探测组件(9)、哈特曼板(30)、分光组件(10)、第一聚焦组件(4)、第一合光组件(14)、第一光源组件(1)沿第一光轴方向(A)由前至后依次设置,所述第二反射镜(12)设置在分光组件(10)的一侧,所述第一光电探测组件(8)设置在分光组件(10)的另一侧,所述第一聚焦组件(4)的焦面位于分光组件(10)与哈特曼板(30)之间用于放置被测镜片(13),所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别设置在被测镜片(13)的上方和下方, 所述哈特曼板(30)的上表面涂有反射膜(32)用于部分反射第二光源组件(2)的光束,所述哈特曼板(30)的下表面设有阵列式透光孔(31);所述第一光源组件(1)输出的准直光束透射过第一合光组件(14)后仍沿第一光轴方向(A)传输,且由第一聚焦组件(4)在被测镜片(13)处聚焦,同时被测镜片(13)上、下表面产生散射光斑并被第一成像组件(6)和第二成像组件(7)检测;所述第三光源组件(3)位于第一聚焦组件(4)的后焦点上,所述第三光源组件(3)输出的光束依次经第二合光组件(29)和第一合光组件(14)反射后经第一聚焦组件(4)聚焦为平行光束并沿第一光轴方向(A)传输,所述第三光源组件(3)沿第一光轴方向(A)传输的平行光束透射过被测镜片(13)和哈特曼板(30)后,由第二光电探测检测组件检测透射过哈特曼板(30)的光点阵列;所述第二光源组件(2)输出的准直光束透射过第二合光组件(29)并经第一合光组件(14)反射后沿第一光轴方向(A)传输,再经分光组件(10)分为两束,一束投射到第二反射镜(12)上并由第二反射镜(12)反射而原路返回,进一步通由分光组件(10)透射到第一光电探测组件(8)中,另一束投射到哈特曼板(30)上并由哈特曼板(30)上表面反射而原路返回,也经由分光组件(10)反射到第一光电探测组件(8)中,两束返回的光束进入到第一光电探测组件(8)中用于检测干涉现象;在被测镜片(13)移入之前,关闭第一光源组件(1)和第二光源组件(2),打开第三光源组件(3),所述第二光电探测组件(9)用于检测哈特曼板(30)投射过来的光点阵列,所述光点阵列的位置记为参考位置;关闭第三光源组件(3),打开第二光源组件(2),所述第一光电探测组件(8)用于检测干涉现象,当发生干涉现象时,所述第二反射镜(12)的位置记为d1;关闭第二光源组件(2),打开第三光源组件(3),并移入被测镜片(13),所述第二光电探测组件(9)用于监测实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与所述参考位置之间的偏移调整所述被测镜片(13)的位置,使得所述被测镜片(13)中心与光路中心重合;关闭第三光源组件(3),打开第一光源组件(1),所述第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别对被测镜片(13)上、下表面散射光成像,使得所述被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度测定,所述被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度差记为镜片中心物理厚度D0;关闭第一光源组件(1),打开第二光源组件(2),当调整所述第二反射镜(12)并再次出现干涉现象时,将所述第二反射镜(12)的位置记为d2,所述被测镜片(13)的折射率,计算公式n=1+(d2-d1)/D0。
15.根据权利要求14所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述分光组件(10)包括一半透半反的第一分光片(21),所述第一光电探测组件(8)的中心、第一分光片(21)的中心和第二反射镜(12)的中心均位于与第一光轴方向(A)相垂直的第二光轴方向(B)上,所述第二反射镜(12)位于第一分光片(21)的右侧时,所述第一分光片(21)的侧面与第二光轴方向(B)的夹角为135°,所述第二反射镜(12)位于第一分光片(21)的左侧时,所述第一分光片(21)的侧面与第二光轴方向(B)的夹角为45°。
16.根据权利要求14所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第一合光组件(14)包括一半透半反的第二分光片(22),所述第二光源组件(2)和第三光源组件(3)设置在第二分光片(22)的同一侧,所述第二合光组件(29)包括一设置在第二分光片(22)与第二光源组件(2)之间的半透半反的第三分光片(23);所述第一光源组件(1)设置在第二分光片(22)的后方,且其输出的准直光束沿第一光轴方向(A)投射到第二分光片(22)上后发生透射;所述第二光源组件(2)输出的准直光束沿与第一光轴方向(A)相垂直的第三光轴方向(C)传输,然后投射到第三分光片(23)上后发生透射,再经第二分光片(22)反射后沿第一光轴方向(A)传输;所述第三光源组件(3)输出的光束沿与第三光轴方向(C)相垂直的第四光轴方向(D)传输,然后依次经第三分光片(23)和第二分光片(22)反射后沿第一光轴方向(A)传输;所述第二分光片(22)和第三分光片(23)均与第三光轴方向(C)呈45°时,所述第二光源组件(2)位于第二分光片(22)的右侧且第三光源组件(3)位于第三光轴方向(C)的上方,所述第二分光片(22)和第三分光片(23)均与第二光轴方向(B)呈135°时,所述第二光源组件(2)位于第二分光片(22)的左侧且第三光源组件(3)位于第三光轴方向(C)的上方,所述第二分光片(22)与第三光轴方向(C)呈45°且第三分光片(23)与第三光轴方向(C)呈135°时,所述第二光源组件(2)位于第二分光片(22)的右侧且第三光源组件(3)位于第三光轴方向(C)的下方,所述第二分光片(22)与第三光轴方向(C)呈135°且第三分光片(23)与第三光轴方向(C)呈45°时,所述第二光源组件(2)位于第二分光片(22)的左侧且第三光源组件(3)位于第三光轴方向(C)的下方。
17.根据权利要求16所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第一光源组件(1)包括一半导体激光器,所述半导体激光器设置在第二分光片(22)的后方,且其输出的准直光束沿第一光轴方向(A)投射到第二分光片(22)上后发生透射。
18.根据权利要求16所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第二光源组件(2)包括一第一单色LED测试光源(15),所述第一单色LED测试光源(15)的前方设有一第一透光孔(17),所述第一透光孔(17)的前方设有一第一准直透镜(19),所述第一单色LED测试光源(15)设置在第一准直透镜(19)的后焦点上,用于将第一单色LED测试光源(15)透过第一透光孔(17)发出的光束经由第一准直透镜(19)后变为准直光束,所述第一单色LED测试光源(15)输出的准直光束沿与第一光轴方向(A)相垂直的第三光轴方向(C)透射过第三分光片(23),并经第二分光片(22)反射后沿第一光轴方向(A)传输;所述第二分光片(22)的中心、第三分光片(23)的中心、第一准直透镜(19)的中心、第一透光孔(17)的中心和第一单色LED测试光源(15)的中心均位于与第一光轴方向(A)相垂直的第三光轴方向(C)上。
19.根据权利要求16所述的一种镜片折射率检测装置,其特征在于:所述第三光源组件(3)包括一第二单色LED测试光源(16),所述第二单色LED测试光源(16)的前方设有一第二透光孔(18),所述第二单色LED测试光源(16)设置在第一聚焦组件(4)的后焦点上,用于将第二单色LED测试光源(16)透过第二透光孔(18)发出的光束经由第一聚焦组件(4)后变为准直光束,所述第二单色LED测试光源(16)输出的准直光束沿与第三光轴方向(C)相垂直的第四光轴方向(D)投射到第三分光片(23)上,并依次经第三分光片(23)和第二分光片(22)的两次反射后沿第一光轴方向(A)传输;所述第三分光片(23)的中心、第二透光孔(18)的中心和第二单色LED测试光源(16)的中心均位于与第三光轴方向(C)相垂直的第四光轴方向(D)上。
20.一种镜片折射率检测方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求1至5任意一项所述的一种镜片折射率检测装置,所述方法包括以下步骤:
(1)***被测镜片(13)前,打开第一光源组件(1),由第二光电探测组件(9)监测第一光源组件(1)的光束的光斑中心位置,并将其作为参考位置;
(2)由第一光电探测组件(8)检测干涉现象,并记录第一光电探测组件(8)中出现干涉现象时第二反射镜(12)的位置d1;
(3)***被测镜片(13),由第二光电探测组件(9)监测第一光源组件(1)的光束的实际光斑中心位置,并与步骤(1)中得到的参考位置进行对比,根据两者的偏差来指导用户调整被测镜片(13)的位置,当第一光源组件(1)的光束的实际光斑中心位置与参考位置重合时,被测镜片(13)中心与光路中心重合,完成被测镜片(13)的位置调整;
(4)由第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别对被测镜片(13)上、下表面散射光成像,实现被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)重新调整第二反射镜(12)的位置并记录第一光电探测组件(8)中再次出现干涉现象时第二反射镜(12)的位置d2;
(6)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片(13)的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
21.一种镜片折射率检测方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求6至8任意一项所述的一种镜片折射率检测装置,所述方法包括以下步骤:
(1)在被测镜片(13)和第一聚焦组件(4)移入之前,打开第一光源组件(1),由第二光电探测组件(9)检测哈特曼板(30)投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片(13)位置调整和光焦度计算的参考位置;
(2)移入第一聚焦组件(4),由第一光电探测组件(8)检测干涉现象,并记录发生干涉现象时第二反射镜(12)的位置d1;
(3)移除第一聚焦组件(4),并移入被测镜片(13),由第二光电探测组件(9)监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片(13)的位置,使被测镜片(13)中心与光路中心重合,即完成被测镜片(13)的位置调整;同时还根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片(13)的光焦度;
(4)再移入第一聚焦组件(4), 重新调整第二反射镜(12)的位置并记录第一光电探测组件(8)中再次出现干涉现象时第二反射镜(12)的位置d2,同时由第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别对被测镜片(13)上、下表面散射光成像,实现被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片(13)的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
22.一种镜片折射率检测方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求9至13任意一项所述的一种镜片折射率检测装置,所述方法包括以下步骤:
(1)在被测镜片(13)移入之前,关闭第一光源组件(1),打开第二光源组件(2),由第二光电探测组件(9)检测哈特曼板(30)投射过来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片(13)位置调整和光焦度计算的参考位置;
(2)关闭第二光源组件(2),打开第一光源组件(1),由第一光电探测组件(8)中检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜(12)的位置d1;
(3)关闭第一光源组件(1),打开第二光源组件(2),并移入被测镜片(13),由第二光电探测组件(9)监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片(13)的位置,使被测镜片(13)中心与光路中心重合,即完成被测镜片(13)的位置调整;同时还根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片(13)的光焦度;
(4)关闭第二光源组件(2),打开第一光源组件(1), 重新调整第二反射镜(12)的位置并记录第一光电探测组件(8)中再次出现干涉现象时第二反射镜(12)的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关,同时第一光源组件(1)输出的光束还会由第一聚焦组件(4)在被测镜片(13)处聚焦,并在被测镜片(13)上、下表面产生光散射,由第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别对被测镜片(13)上、下表面散射光成像,实现被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片(13)的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
23.一种镜片折射率检测方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求14至19任意一项所述的一种镜片折射率检测装置,所述方法包括以下步骤:
(1)在被测镜片(13)移入之前,关闭第一光源组件(1)和第二光源组件(2),打开第三光源组件(3),由第二光电探测组件(9)检测哈特曼板(30)透射进来的光点阵列,并将其位置作为后续被测镜片(13)位置调整和光焦度计算的参考位置;
(2)关闭第三光源组件(3),打开第二光源组件(2),由第一光电探测组件(8)检测干涉现象,记录发生干涉现象时第二反射镜(12)的位置d1;
(3)关闭第二光源组件(2),打开第三光源组件(3),并移入被测镜片(13),由第二光电探测组件(9)监测投射进来的实际光点阵列,并根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移计算此时镜片的中心位置,然后指导用户调整被测镜片(13)的位置,使被测镜片(13)中心与光路中心重合,即完成被测镜片(13)的位置调整;同时还根据实际光点阵列的位置与步骤(1)中获得的参考位置的偏移,来计算被测镜片(13)的光焦度;
(4)关闭第三光源组件(3),打开第一光源组件(1),第一光源组件(1)输出的光束由第一聚焦组件(4)在被测镜片(13)处聚焦,并在被测镜片(13)上、下表面产生光散射,由第一成像组件(6)和第二成像组件(7)分别对被测镜片(13)上、下表面散射光成像,实现被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度测定,而被测镜片(13)上、下表面散射光斑空间高度差即为镜片中心物理厚度D0;
(5)关闭第一光源组件(1),打开第二光源组件(2),重新调整第二反射镜(12)的位置并记录第一光电探测组件(8)中再次出现干涉现象时第二反射镜(12)的位置d2,d2与d1的差值与镜片中心光学厚度相关;
(6)根据镜片中心物理厚度D0和镜片中心光学厚度相关参数d1、d2,来计算被测镜片(13)的折射率,计算公式为:n=1+(d2-d1)/D0。
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