[发明专利]一种基于光纤干涉投影的镜片屈光度测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤干涉投影的镜片屈光度测量方法。该装置包括：激光器、1×3光纤耦合器、偏振控制器、光开关、第一～三光纤、准直透镜、待测透镜、成像屏、CCD、计算机。方法为：用棋盘格标定板对CCD进行标定，建立成像屏参考面和CCD靶面的几何换算关系；激光器出射光进入光纤耦合器，调整偏振控制器，使第一、三光纤出射光的偏振态与第二光纤出射光发生干涉，得到干涉条纹图；接着放上待测透镜，干涉条纹经过待测透镜投影到成像屏上，CCD接收到成像屏上发生相位偏折的干涉条纹图，计算出待测透镜在横轴方向和纵轴方向上的屈光度；通过傅里叶变换求解出相位信息，得到镜片的屈光度。本发明具有效率高、精度高、应用广泛的优点。

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，特别是一种基于光纤干涉投影的镜片屈光度测量装置及方法。

背景技术

随着科技的发展和信息化时代的到来，人们对视觉质量的诉求越来越高。光学镜片作为矫正人眼视力的主要方式，眼镜片的设计也不断更新换代，各种类型的产品层出不穷，镜片屈光度的分布也越来越复杂。屈光度是眼视光学镜片最重要的光学参数之一，也是目前全世界通用的眼镜片折射能力大小的单位。由于该参数直接影响视力矫正后的视觉效果，因此镜片屈光度值的测量在眼视光学中占有举足轻重的作用。屈光度参数包括球镜度、柱镜度及其轴度、棱镜度及其基底取向等，主要检测设备是焦度计。焦度计是国家强制检验的检定器具，能够满足对传统普通镜片的检测需求，但此类仪器无法满足于屈光度分布复杂的镜片的检测需求。近年来，在渐进多焦点镜片的测量方法上有许多国家曾做过大量的科学研究，目前检测屈光度分布复杂镜片的方法按其原理可分为：改进的焦度计法、几何曲率测量法、条纹图像计算法等。

条纹图像计算法是根据不同的原理进行测量，得到被测镜片引起的光路变化，从而计算屈光度信息的方法，其中较为常见的是莫尔条纹法。莫尔条纹法是一种基于莫尔效应和泰伯效应的光学非接触式测量法，它的基本原理是将测量镜片放在两片朗奇光栅之前，经过准直光照射镜片后，第一片光栅的泰伯像与第二片光栅重叠形成莫尔条纹，根据莫尔条纹的偏转角度确定镜片的焦距。这种方法需要对测量得到的条纹图像进行预处理，才能得到合适的信息。莫尔条纹法的数据处理程序复杂，在计算过程中会引入了较大的误差。

发明内容

本发明目的在于提供一种效率高、精度高、应用广泛的基于光纤干涉投影的镜片屈光度测量装置及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于光纤干涉投影的镜片屈光度测量装置，包括激光器、1×3光纤耦合器、偏振控制器、光开关、第一光纤、第二光纤、第三光纤、准直透镜、待测透镜、成像屏、CCD、计算机；

所述激光器出射一束单色光，通过单模保偏光纤进入1×3光纤耦合器；

所述偏振控制器，用于调整光纤出射光的偏振态；

所述光开关控制光的出射和干涉情况，使纵轴方向上的两束相干光即第一光纤和第二光纤的出射光干涉，或者使横轴方向上的两束相干光即第二光纤和第三光纤的出射光干涉；

干涉后的出射光经过准直透镜得到叠加的干涉横/竖条纹，并投影到成像屏上得到参考面的相位分布，计算机通过CCD接收成像屏上参考面的相位分布；然后放上待测透镜，干涉横/竖条纹经过待测透镜投影到成像屏上得到发生相位偏折的干涉横/竖条纹图，计算机通过CCD接收到成像屏上发生相位偏折的干涉横/竖条纹图，计算出待测透镜在横/竖轴方向上的屈光度。

进一步地，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤呈L型排布，第一光纤、第二光纤为纵轴方向上的两束相干光；第二光纤、第三光纤为横轴方向上的两束相干光。

进一步地，所述偏振控制器，用于调整光纤出射光的偏振态，具体为：使第一光纤和第三光纤出射光的偏振态分别能够与第二光纤出射光重合并发生干涉。

一种基于光纤干涉投影的镜片屈光度测量方法，包括以下步骤：