[发明专利]一种基于双面共焦的透镜中心厚度测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双面共焦的透镜中心厚度测量装置及利用其的测量方法，属于光学镜片测量领域。

背景技术

透镜有三项基本参数：中心厚度、折射率和曲率半径，在光学领域中，透镜中心厚度加工的误差是影响光学系统成像的重要因素。

现有的测量透镜中心厚度的方法有接触式测量和非接触式测量两种。

接触式测量中，一般使用卡尺、测微器等量具来测定透镜的中心厚度和镜组的空气间隔。这种类型的方法一来测量速度缓慢且不够精确，二来易使被测透镜的抛光面或镀膜面擦伤,致使组装成仪器后,额外增加了系统的杂散光。

非接触式测量技术近年来发展很迅速，具有快速、准确、不损伤等优点，现在也越来越受到大家的重视和利用，比如专利CN102435146和专利CN203100685就各提出了一种基于共焦法测量透镜中心厚度的装置，所采用的均是非接触式的测量。但是在这两种专利中都需要光进入透镜内发生折射然后通过反射返回再发生折射，这就无可避免的减少了此种测量方法的精度，同时在测量镀膜镜片时也会存在比较大的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于双面共焦的透镜中心厚度测量装置。该装置是将光源发出的光通过耦合进入光学探头，然后利用共焦原理，光学探头Ⅰ可以接收上表面反射回的光，光学探头Ⅱ接收下表面发射回的光，然后通过把数据反馈给计算机可以得到透镜的中心厚度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于双面共焦的透镜中心厚度测量装置，其包括含有光谱仪的控制器、光学探头Ⅰ、二维移动架、透镜夹具、光学探头Ⅱ、支架以及计算机，所述光学探头Ⅰ、二维移动架和光学探头Ⅱ均固定在支架上，所述透镜夹具装卡在二维移动架上，所述含有光谱仪的控制器通过光纤分别与光学探头Ⅰ和光学探头Ⅱ相连，所述光学探头Ⅰ和光学探头Ⅱ正对设置且两个光学探头的中心位于同一轴线上，所述二维移动架位于两个光学探头之间，且二维移动架与两个光学探头的中心轴线相垂直，所述计算机通过数据线与含有光谱仪的控制器相连接用以接收数据。

利用上述透镜中心厚度测量装置进行测量，具体步骤为：首先用已知厚度为d的平板进行标定；然后在透镜夹具内放入被测透镜，使其与光学探头Ⅰ和光学探头Ⅱ同光轴，通过计算机控制二维移动架移动，测量出被测透镜某一行厚度的最大/小值，系统的光学测量点通过移动架的移动回到这一行厚度极值点上，通过这一点做垂直于这一行的透镜厚度列扫描，测量出这一列的最大/小值，这个极值点就是测量透镜的中心点，所以所测厚度也为中心厚度；在光学探头Ⅰ处于工作状态，这时候计算机会通过反馈的波长记录下共焦响应信号移动的位移Z1；在光学探头Ⅱ处于工作状态，这时候计算机会通过反馈的波长记录下共焦响应信号移动的位移Z2；最后通过计算机计算显示透镜中心厚度D=d+Z1+Z2。

本发明的有益效果是：

1、每个光学探头只需探测返回波长的第一峰，解决了在镜片镀膜情况下需要辨认假峰存在的问题，可以实现对镀膜镜片进行厚度的测量；

2、利用了两个光学探头，减去了因光进入透镜内发生折射反射等产生的误差，提高了测量的精度；

3、这种测量方法同时可以用在双面可反射但不透明的物体的厚度测量，拓宽了基于共焦法测量的测量范围。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的原理图。

其中，1、控制器，2、光学探头Ⅰ,3、二维移动架，4、透镜夹具，5、光学探头Ⅱ,6、支架，7、计算机，8、光纤，9、数据线。

具体实施方式

如图1所示，一种基于双面共焦的透镜中心厚度测量装置，其包括含有光谱仪的控制器1、光学探头Ⅰ2、二维移动架3、透镜夹具4、光学探头Ⅱ5、支架6以及计算机7， 光学探头Ⅰ2、二维移动架3和光学探头Ⅱ5均固定在支架6上，透镜夹具4装卡在二维移动架3上，含有光谱仪的控制器1通过光纤8分别与光学探头Ⅰ2和光学探头Ⅱ5相连，光学探头Ⅰ2和光学探头Ⅱ5正对设置且两个光学探头的中心位于同一轴线上，二维移动架3位于两个光学探头之间，且二维移动架3与两个光学探头的中心轴线相垂直，计算机7通过数据线9与含有光谱仪的控制器1相连接用以接收数据。