一種多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量單面鍍膜透鏡的鍍膜厚度裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學(xué)透鏡生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其針對(duì)于大批量生產(chǎn)的、單面鍍膜的凸透鏡和 凹透鏡的鍍膜厚度測(cè)量，具體涉及一種多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量單面鍍膜透鏡的鍍膜厚度裝置及其 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)論是生活上還是軍事上，光學(xué)透鏡必不可少。但無(wú)論是樹(shù)脂透鏡還是玻璃透鏡， 其本身的透光率都只有91 %左右，會(huì)有部分光線在兩個(gè)表面反射回來(lái)。鏡片的反射可使光 線透過(guò)率減小并且在視網(wǎng)膜形成干擾而影響成像質(zhì)量。而鍍膜技術(shù)是利用光學(xué)技術(shù)，通過(guò) 在透鏡表面鍍上一定厚度的單層或者多層光學(xué)薄膜使鏡片獲得一些新的原先所不具備的 光學(xué)性能，以改善鏡片反射光線的能力起到增強(qiáng)或者減少光線透過(guò)率使鏡片的透光率增加 到 98%。
[0003] 鍍膜后，鏡片表面反射光線透過(guò)率降低，解決鏡片在強(qiáng)光下難以成像的問(wèn)題，防止 紫外線、紅外線、X線對(duì)視力的損傷。
[0004] 目前鏡片鍍膜主要有兩種薄膜：一種是抗反射膜。另一種是加硬膜。對(duì)于透鏡，鍍 膜厚度是個(gè)重要參數(shù)，鍍膜的均勻性決定著透鏡是否可以使用，因此透鏡所鍍薄膜厚度測(cè) 量成為生產(chǎn)中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量單面鍍膜透鏡的鍍膜厚度裝置及其方法， 通過(guò)激光器輸出的光經(jīng)過(guò)分光裝置分成多束光，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)多點(diǎn)測(cè)量單面鍍膜透鏡的鍍膜 厚度，通過(guò)對(duì)比鍍膜厚度分析鍍膜的均勻性。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量單面鍍膜透鏡的鍍膜厚度裝置，包括光 源、分光裝置、透鏡、光電位移傳感器、信號(hào)放大器、光信號(hào)處理器和計(jì)算機(jī)；
[0007] 所述分光裝置包括至少1個(gè)半透半反鏡和1個(gè)全反鏡；所述全反鏡位于所述半透 半反鏡的反射光路上，所述半透半反鏡的入射光路和所述半透半反鏡的反射光路的夾角為 90度角，所述半透半反鏡的反射光路為所述全反鏡的入射光路，所述全反鏡的入射光路和 所述全反鏡的反射光路夾角為90度角，所述半透半反鏡的透射光路與所述全反鏡的反射 光路相平行；
[0008] 所述光源、分光裝置、透鏡和所述光電位移傳感器的光接收面的中心位于同一光 路上、且依次排列；所述光電位移傳感器、信號(hào)放大器、光信號(hào)處理器和計(jì)算機(jī)依次電連 接；
[0009] 所述光電位移傳感器用于接收光信號(hào)，并將光信號(hào)傳送到所述信號(hào)放大器；所述 信號(hào)放大器用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸入到所述計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)用于計(jì)算透鏡的 鍍膜厚度。
[0010] 上述方案中，所述分光裝置包括6個(gè)半透半反鏡和3個(gè)全反鏡；6個(gè)所述半透半反 鏡分別為第一半透半反鏡、第二半透半反鏡、第三半透半反鏡、第四半透半反鏡、第五半透 半反鏡和第六半透半反鏡；3個(gè)所述全反鏡分別為第一全反鏡、第二全反鏡和第三全反鏡； [0011] 所述第一半透半反鏡、第二半透半反鏡和第三半透半反鏡依次位于同一光路上； [0012] 所述第五半透半反鏡、第六半透半反鏡和第三全反鏡依次位于所述第一半透半反 鏡的反射光路上；
[0013] 所述第四半透半反鏡和第二全反鏡依次位于所述第二半透半反鏡的反射光路 上；
[0014] 所述第一全反鏡位于所述第三半透半反鏡的反射光路上。
[0015] 上述方案中，所述半透半反鏡和全反鏡處于同一水平面上。
[0016] 上述方案中，所述光源為激光器提供的高能量光源。
[0017] -種根據(jù)所述多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量單面鍍膜透鏡的鍍膜厚度裝置的檢測(cè)方法，包括以下 步驟：
[0018] 所述光源經(jīng)過(guò)所述分光裝置分成若干路相互平行的光束，以其中一路光束為例， 光束在距離光軸h的高度投射到待測(cè)未鍍膜透鏡上，光束先經(jīng)過(guò)未鍍膜透鏡折射再經(jīng)過(guò)空 氣折射，最后光束投射到所述光電位移傳感器上的H位置，所述透鏡到所述光電位移傳感 器的距離為g ;
[0019] 將未鍍膜透鏡換成單面鍍膜透鏡，光經(jīng)過(guò)單面鍍膜透鏡折射再經(jīng)過(guò)空氣折射，最 后光束投射到所述光電位移傳感器上的H'位置，所述光電位移傳感器將H和H'的信號(hào)經(jīng) 過(guò)所述信號(hào)放大裝置放大后傳送到所述光信號(hào)處理器，所述光信號(hào)處理器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為 電信號(hào)后輸入到所述計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行鍍膜厚度的計(jì)算；所述薄膜厚度的計(jì)算公式 為：
[0021] 其中，d為透鏡的鍍膜厚度，Δ s為光束的位移Δ s = 0Η-0Η'，r為透鏡的單面半 徑、h為光束距離光軸的高度、g為待測(cè)透鏡到光電位移傳感器光接收面的距離、η。為薄膜 折射率，空氣折射率為1。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)激光器輸出的光經(jīng)過(guò)所述分光裝置分成多束 光，經(jīng)過(guò)透鏡投射到所述光電位移傳感器上，所述光電位移傳感器將光信號(hào)經(jīng)過(guò)所述信號(hào) 放大裝置放大后傳送到所述光信號(hào)處理器，所述光信號(hào)處理器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸 入到所述計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行薄膜厚度的計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)多點(diǎn)測(cè)量單面鍍膜透鏡的 鍍膜厚度，通過(guò)對(duì)比鍍膜厚度分析鍍膜的均勻性。相比于傳統(tǒng)的需借助特殊儀器對(duì)樣本透 鏡造成一定破壞的測(cè)試方法，本發(fā)明無(wú)須直接接觸樣本，不會(huì)對(duì)樣本造成損害，測(cè)量完畢可 以直接使用；相比于現(xiàn)在其他非接觸測(cè)量方法，本發(fā)明的方法更加簡(jiǎn)單，方便操作，節(jié)省時(shí) 間人力，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益高；本發(fā)明主要針對(duì)于批量生產(chǎn)的透鏡的檢測(cè)，可以測(cè)量各種 單面鍍膜的凸透鏡和凹透鏡，使用同一套設(shè)備即可。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的具體實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的分光裝置細(xì)節(jié)示意圖；
[0025] 圖3是發(fā)明一實(shí)施例的凸透鏡鍍膜后折射光線發(fā)生偏移示意圖；
[0026] 圖4是發(fā)明一實(shí)施例的凹透鏡鍍膜后折射光線發(fā)生偏移示意圖。
[0027] 圖中：1、光源；2、分光裝置；3、透鏡；4、光電位移傳感器；5、信號(hào)放大器；6、光信 號(hào)處理器；7、和計(jì)算機(jī)；8、光軸。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[0029] 圖1所示為本發(fā)明所述多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量單面鍍膜透鏡的鍍膜厚度裝置的一種實(shí)施 方式，所述多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量單面鍍膜透鏡的鍍膜厚度裝置包括光源1、分光裝置2、透鏡3、光 電位移傳感器4、信號(hào)放大器5、光信號(hào)處理器6和計(jì)算機(jī)7。
[0030] 所述光源1、分光裝置2、透鏡3和所述光電位移傳感器4的光接收面的中心位于 同一光路上、且依次排列；所述光電位移傳感器4、信號(hào)放大器5、光信號(hào)處理器6和計(jì)算機(jī) 7依次電連接；
[0031] 所述光電位移傳感器4用于接收光信號(hào)，并將光信號(hào)傳送到所述信號(hào)放大器5 ;所 述信號(hào)放大器5用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸入到所述計(jì)算機(jī)7 ;所述計(jì)算機(jī)7用于計(jì) 算透鏡的鍍膜厚度。
[0032] 所述透鏡3包括單面鍍膜透鏡和未鍍膜透鏡，所述單面鍍膜的透鏡和未鍍膜的透 鏡規(guī)格相同。
[0033] 所述分光裝置2包括至少個(gè)半透半反鏡和全反鏡，所述半透半反鏡和個(gè)全反鏡處 于同一水平面，所述全反鏡位于所述半透半反鏡的反射光路上，所述半透半反鏡的入射光 路和所述半透半反鏡的反射光路的夾角為90度角，所述半透半反鏡的反射光路為所述全 反鏡的入射光路，所述全反鏡的入射光路和所述全反鏡的反射光路夾角為90度角，所述半 透半反鏡的透射光路與所述全反鏡的反射光路相平行。優(yōu)選的，所述分光裝置2包括6個(gè)半 透半反鏡和3個(gè)全反鏡，如圖2所示，6個(gè)所述半透半反鏡分別為第一半透半反鏡201、第二 半透半反鏡202、第三半透半反鏡203、第四半透半反鏡204、第五半透半反鏡205和第六半 透半反鏡206 ;3個(gè)所述全反鏡分別為第一全反鏡207、第二全反鏡208和第三全反鏡209。 所述第一半透半反鏡201、第二半透半反鏡202和第三半透半反鏡203依次位于同一光路 上；所述第五半透半反鏡205、第六半透半反鏡206和第三全反鏡209依次位于所述第一半 透半反鏡201的反射光路上；所述第四半透半反鏡204和第二全反鏡208依次位于所述第 二半透半反鏡202的反射光路上；所述第一全反鏡207位于所述第三半透半反鏡203的反 射光路上。
[0034] 優(yōu)選的，所述光源1為激光器提供的高能