專利名稱：一種大口徑平行光擴(kuò)束裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自由曲面眼鏡鏡片檢測(cè)儀器中的平行光擴(kuò)束，具體地說(shuō)，是一種直徑可達(dá)75毫米的大口徑平行光擴(kuò)束裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著自由曲面鏡片的廣泛應(yīng)用，其相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)也在不斷發(fā)展。由于自由曲面鏡片的屈光度在整個(gè)表面范圍內(nèi)都不相同，且其面形是一種非軸對(duì)稱的曲面，因此僅測(cè)量少數(shù)的點(diǎn)或母線對(duì)于評(píng)價(jià)自由曲面鏡片的整個(gè)面形是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須測(cè)得整個(gè)面的面形分布，得到各個(gè)點(diǎn)的頂焦度參數(shù)。目前對(duì)鏡片的檢測(cè)，主要使用自動(dòng)焦度計(jì)檢測(cè)，其是眼鏡行業(yè)所必備的儀器之一。 自動(dòng)焦度計(jì)通常由光學(xué)系統(tǒng)、精密機(jī)械、光電檢測(cè)器件(通常為面陣圖像傳感器，也有采用2個(gè)線陣的)及電氣控制等部分組成。自動(dòng)焦度計(jì)用單點(diǎn)測(cè)量法，它在鏡片的主光軸附近對(duì)稱選取4個(gè)光點(diǎn)，用面陣圖像傳感器，采集4個(gè)光點(diǎn)的圖像，根據(jù)4個(gè)光點(diǎn)的位置計(jì)算出鏡片的頂焦度參數(shù)。單點(diǎn)測(cè)量法能精確給出各點(diǎn)信息，但它只能實(shí)時(shí)測(cè)出鏡片的一個(gè)小區(qū)域中心的屈光度分布信息，不能給出整個(gè)面的屈光度分布信息，對(duì)于檢測(cè)漸進(jìn)多焦點(diǎn)鏡片或自由曲面鏡片時(shí)具有局限性。因此已知的自動(dòng)焦度計(jì)用單點(diǎn)測(cè)量法存在著上述種種不便和問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出一種用于眼鏡鏡片分析檢測(cè)儀器的平行光源發(fā)生器的把一單色光經(jīng)一透鏡組擴(kuò)束至透鏡的通光孔徑的平行光束的大口徑平行光擴(kuò)束裝置。本發(fā)明的另一目的，在于提出一種對(duì)自由曲面鏡片的所有通光口徑的光線的均勻照射的大口徑平行光擴(kuò)束裝置。本發(fā)明的又一目的，在于提出一種用于自由曲面眼鏡鏡片的所有通光口徑檢測(cè)，以測(cè)得自由曲面眼鏡鏡片的所有通光口徑的頂焦度的分布的大口徑平行光擴(kuò)束方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種大口徑平行光擴(kuò)束裝置，包括光源發(fā)生器，球型透鏡，光欄，漫透射板，準(zhǔn)直透鏡，擴(kuò)束透鏡和待測(cè)鏡片；其特征在于
所述光源發(fā)生器，包括光源和沿投射光路引導(dǎo)來(lái)自所述光源的投射光的投射光學(xué)系統(tǒng)，發(fā)生單色光，且沿著投射光路依次設(shè)有球型透鏡，光欄，漫透射板，準(zhǔn)直透鏡，擴(kuò)束透鏡和待測(cè)鏡片；
所述球型透鏡，用光學(xué)玻璃加工成的透明球，其直徑與光源的發(fā)光頭直徑一樣，且緊貼光源發(fā)生器，使入射單色光線經(jīng)其聚焦；
所述光欄，為中間有一小孔的厚度為O. 2mm薄金屬片，或者薄平板光學(xué)玻璃上鍍中央有一小孔的阻光膜，且緊貼球型透鏡，使光源發(fā)出的光線經(jīng)球型透鏡聚焦后照亮所述小孔；所述漫透射板，為厚度為1_的毛玻璃，且緊貼光欄，使經(jīng)光欄過(guò)慮去除雜散光線后的投射光線再照射到漫透射板上形成180度各向同性的均勻發(fā)散光線；
所述準(zhǔn)直透鏡將所述均勻發(fā)散光線會(huì)聚成一束平行光線；
所述擴(kuò)束透鏡組使所述平行光線擴(kuò)展為直徑為50mm以上的平行光束，擴(kuò)束透鏡組實(shí)際上是一個(gè)開普勒望遠(yuǎn)鏡，其放大率可將準(zhǔn)直透鏡形成的平行光束通光直徑擴(kuò)展成50mm以上。本發(fā)明的大口徑平行光擴(kuò)束裝置還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其中所述漫透射板與擴(kuò)束透鏡之間的距離可為I IOmm0前述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其中所述擴(kuò)束透鏡與待測(cè)鏡片之間的距離可為 20 300mm。前述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其中所述球型透鏡的直徑與光源的發(fā)光頭的直徑一樣。前述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其中所述光欄透光小孔孔徑O. I 1mm。前述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其中所述光源的功率范圍是O. 5 10瓦。一種大口徑平行光擴(kuò)束方法，其特征在于包括以下步驟
a、在大口徑平行光擴(kuò)束裝置中插入需要檢測(cè)的待測(cè)自由曲面眼鏡鏡片；
b、根據(jù)對(duì)光線平行度誤差的要求選擇光欄透光小孔孔徑O.I 1mm，光欄透光小孔孔徑越小，光線平行度誤差越小，但光通量越小，亮度越弱，需要光源的功率越大；
C、調(diào)節(jié)所述漫透射板與擴(kuò)束透鏡之間的距離I IOmm ;
d、調(diào)節(jié)擴(kuò)束透鏡與待測(cè)鏡片之間的距離20 300mm，以使測(cè)得自由曲面眼鏡鏡片的所有通光口徑的頂焦度的分布。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的大口徑平行光擴(kuò)束裝置及方法具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、能對(duì)自由曲面鏡片的所有通光口徑的光線進(jìn)行均勻照射；
2、檢測(cè)通光口徑得到自由曲面眼鏡鏡片的所有通光口徑的頂焦度的分布信息。
圖I為本發(fā)明實(shí)施例的的大口徑平行光擴(kuò)束裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I光源，2球型透鏡，3光欄，4、漫透射板，5準(zhǔn)直透鏡，6擴(kuò)束透鏡組，7待測(cè)鏡片。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步說(shuō)明。現(xiàn)請(qǐng)參閱圖1，圖I為本發(fā)明實(shí)施例的的大口徑平行光擴(kuò)束裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，所述光源發(fā)生器I，包括光源和沿投射光路弓I導(dǎo)來(lái)自所述光源的投射光的投射光學(xué)系統(tǒng)，發(fā)生單色光，且沿著投射光路依次設(shè)有球型透鏡2，光欄3，漫透射板4，準(zhǔn)直透鏡5，擴(kuò)束透鏡組6和待測(cè)鏡片7。所述球型透鏡2，用光學(xué)玻璃加工成的透明球，其直徑與光源的發(fā)光頭直徑一樣，且緊貼光源發(fā)生器1，使入射單色光線經(jīng)其聚焦成小點(diǎn)；所述球型透鏡的直徑與光源的發(fā)光頭的直徑一樣，若選直徑5mm的LED發(fā)光管，球型透鏡的直徑是5mm ；
所述光欄3，為中間有一小孔的厚度為O. 2mm薄金屬片，或者薄平板光學(xué)玻璃上鍍中央有一小孔的阻光膜，且緊貼球型透鏡，使光源發(fā)出的光線經(jīng)球型透鏡聚焦后照亮所述小孔；所述光欄透光小孔孔徑O. I Imm ;
所述漫透射板4，為厚度為Imm的毛玻璃，且緊貼光欄(3)，使經(jīng)光欄(3)過(guò)慮去除雜散光線后的投射光線再照射到漫透射板(4)上形成180度各向同性的均勻發(fā)散光線；所述漫透射板與擴(kuò)束透鏡之間的距離可為I IOmm ；
所述準(zhǔn)直透鏡5將所述均勻發(fā)散光線會(huì)聚成一束平行光線；
所述擴(kuò)束透鏡組6使所述平行光線擴(kuò)展為直徑為50mm以上的平行光束，擴(kuò)束透鏡組6實(shí)際上是一個(gè)開普勒望遠(yuǎn)鏡，其放大率可將準(zhǔn)直透鏡5形成的平行光束通光直徑擴(kuò)展成50mm以上。
一種大口徑平行光擴(kuò)束方法，其特征在于包括以下步驟
a、在大口徑平行光擴(kuò)束裝置中插入需要檢測(cè)的待測(cè)自由曲面眼鏡鏡片；
b、根據(jù)對(duì)光線平行度誤差的要求選擇光欄透光小孔孔徑O.I 1mm，光欄透光小孔孔徑越小，光線平行度誤差越小，但光通量越小，亮度越弱，需要光源的功率越大；
C、調(diào)節(jié)所述漫透射板與擴(kuò)束透鏡之間的距離I IOmm ;
d、調(diào)節(jié)擴(kuò)束透鏡與待測(cè)鏡片之間的距離20 300mm，以使測(cè)得自由曲面眼鏡鏡片的所有通光口徑的頂焦度的分布。以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種大口徑平行光擴(kuò)束裝置，包括光源發(fā)生器(1)，球型透鏡(2)，光欄(3)，漫透射板(4)，準(zhǔn)直透鏡(5)擴(kuò)束透鏡組(6)和待測(cè)鏡片(7)，其特征在于 所述光源發(fā)生器(I )，包括光源和沿投射光路引導(dǎo)來(lái)自所述光源的投射光的投射光學(xué)系統(tǒng)，發(fā)生單色光，且沿著投射光路依次設(shè)有球型透鏡(2)，光欄(3)，漫透射板(4)，準(zhǔn)直透鏡(5 )，擴(kuò)束透鏡(6 )和待測(cè)鏡片(7 ); 所述球型透鏡(2)，用光學(xué)玻璃加工成的透明球，其直徑與光源的發(fā)光頭直徑一樣，且緊貼光源發(fā)生器(I )，使入射單色光線經(jīng)其聚焦； 所述光欄(3)，為中間有一小孔的厚度為O. 2mm薄金屬片，或者薄平板光學(xué)玻璃上鍍中央有一小孔的阻光膜，且緊貼球型透鏡(2)，使光源發(fā)出的光線經(jīng)球型透鏡(2)聚焦后照亮所述小孔； 所述漫透射板(4)，為厚度為Imm的毛玻璃，且緊貼光欄(3)，使經(jīng)光欄(3)過(guò)慮去除雜散光線后的投射光線再照射到漫透射板(4)上形成180度各向同性的均勻發(fā)散光線； 所述準(zhǔn)直透鏡(5)將所述均勻發(fā)散光線會(huì)聚成一束平行光線； 所述擴(kuò)束透鏡組(6)使所述平行光線擴(kuò)展為直徑為50mm以上的平行光束，擴(kuò)束透鏡組(6 )實(shí)際上是一個(gè)開普勒望遠(yuǎn)鏡，其放大率可將準(zhǔn)直透鏡(5 )形成的平行光束通光直徑擴(kuò)展成50_以上。
2.如權(quán)利要求I所述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述漫透射板與擴(kuò)束透鏡之間的距離可為I 10mm。
3.如權(quán)利要求I所述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述擴(kuò)束透鏡與待測(cè)鏡片之間的距離可為20 300mm。
4.如權(quán)利要求I所述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述球型透鏡的直徑與光源的發(fā)光頭的直徑一樣。
5.如權(quán)利要求I所述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述光欄透光小孔孔徑O. I Imnin
6.如權(quán)利要求I所述的大口徑平行光擴(kuò)束裝置，其特征在于，所述光源的功率范圍是O.5 10瓦。
7.一種大口徑平行光擴(kuò)束方法，其特征在于包括以下步驟 a、在大口徑平行光擴(kuò)束裝置中插入需要檢測(cè)的待測(cè)自由曲面眼鏡鏡片； b、根據(jù)對(duì)光線平行度誤差的要求選擇光欄透光小孔孔徑O.I 1mm，光欄透光小孔孔徑越小，光線平行度誤差越小，但光通量越小，亮度越弱，需要光源的功率越大； C、調(diào)節(jié)所述漫透射板與擴(kuò)束透鏡之間的距離I IOmm ; d、調(diào)節(jié)擴(kuò)束透鏡與待測(cè)鏡片之間的距離20 300mm，以使測(cè)得自由曲面眼鏡鏡片的所有通光口徑的頂焦度的分布。
全文摘要
一種大口徑平行光擴(kuò)束裝置，包括光源發(fā)生器(1)，球型透鏡(2)，光欄(3)，漫透射板(4)，準(zhǔn)直透鏡(5)擴(kuò)束透鏡組(6)和待測(cè)鏡片(7)，其特征在于所述光源發(fā)生器(1)，包括光源和沿投射光路引導(dǎo)來(lái)自所述光源的投射光的投射光學(xué)系統(tǒng)，發(fā)生單色光；所述球型透鏡(2)，用光學(xué)玻璃加工成的透明球，其直徑與光源的發(fā)光頭直徑一樣；所述光欄(3)，為中間有一小孔的厚度為0.2mm薄金屬片，且緊貼球型透鏡(2)；所述漫透射板(4)，為厚度為1mm的毛玻璃；所述準(zhǔn)直透鏡(5)將所述均勻發(fā)散光線會(huì)聚成一束平行光線；所述擴(kuò)束透鏡組(6)使所述平行光線擴(kuò)展為直徑為50mm以上的平行光束。
文檔編號(hào)G02B3/00GK102928982SQ20111022849
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者黃曉波, 姜現(xiàn)坡, 吳義清, 蔡留美, 陸艷華 申請(qǐng)人:上海雄博精密儀器股份有限公司