JP2021043181A - レンズ屈折率測定装置およびその測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作が簡単で、高速検出が可能で、測定精度が高いレンズ屈折率測定装置とそれを用いた測定方法を提供する。【解決手段】測定用レンズと、前記測定用レンズの視度を検出するための視度測定モジュールと、前記測定用レンズの上面と下面の共焦点反射位置を検出するための共焦点反射測定モジュールとを具備する。この測定装置により、レンズを破壊することなく測定用レンズの屈折率を取得でき、通常のレンズ、非球面レンズ、円柱レンズなどの不規則な表面レンズの屈折率測定にも適している。【選択図】図１

Description

本発明は、光学測定の技術分野に関し、特に、レンズ屈折率測定装置およびその測定方法に関する。

屈折率パラメータは、光学レンズの重要なパラメータ指標である。光学系の結像品質を確保するためには、光学材料の屈折率を正確に測定する必要があるが、現在、光学ガラス材料の屈折率測定は最小偏向角法により高精度に行われている。最小偏向角法は、精度が高く、波長範囲が広い利点を具備し、且つ、直接に測定することができるが、最小偏向角法で測定する前提は、予めプリズムを作成し、当該プリズムで光を屈折させる必要があり、且つ、プリズムの角度を正確に測定する必要があるということである。このようなプリズムの作成は難しく、期間が長い。さらに、この最小偏向角法では、平面の光学素子を測定できない問題がある。つまり、この最小偏向角法は、ガラスメーカーが、同じガラスバッチの屈折率サンプルを測定することが適しているが、実際のレンズ素材のオンライン高精度測定に適していない。特に、眼鏡レンズの屈折率検出時、光学部品の材料が不明であるなどの特殊な用途では、光学部品を破壊せずに、その屈折率の検出を実現し、さらに、その材料の属性を決定することが要求されている。

現在、製品となるレンズの屈折率を測定する方法は、主に２つの検出方法がある。１つは、光焦点度の公式に従って逆計算を行い、つまり、機械的精密測定法を使用して、上面と下面の曲率、中心の厚さ、レンズの度数を測定し、光焦点度の公式に従ってその測定波長の屈折率を計算する。この方法は複雑で操作や測定精度を確保するのが難しく、非球面レンズの測定には適していないという問題点がある。もう一つの方法は、「周囲」の屈折率変更法であり、つまり、レンズの上面と下面に接触する媒体の屈折率を変更し、例えば、レンズが既知の屈折率の溶液に置かれている場合、またはレンズの上面と下面に既知の屈折率の柔軟な媒体が貼り付けられている場合、レンズの空気中および溶液中での度数を測定し、光焦点度の変化と溶液の屈折率に基づいてレンズ材料の屈折率を計算することができる。この方法も操作が複雑で、検出が困難である。

本発明が解決しようとする技術的課題は、操作が簡単で、検出が速く、測定精度が高いレンズ屈折率測定装置を提供することである。

本発明の技術案としては、視度測定モジュール、共焦点反射測定モジュール、および被測定用レンズを備えるレンズ屈折率測定装置であって、前記視度測定モジュールは、第１の光源モジュールと、第１のコリメートレンズと、ハルトマン絞りと、第１の光検出器を具備し、前記第１の光源モジュールからの光は、前記第１のコリメートレンズを通過して平行ビームとなり、前記平行ビームは、測定用レンズとハルトマン絞りを通過して、前記第１の光検出器に入射し、前記共焦点反射測定モジュールは、第２の光源と、第２の光検出器と、Ｙ字型光ファイバーと、レンズ群と、第１のビームスプリッターを具備し、前記第２光源からの光は、Ｙ字型光ファイバーの第１ポートからＹ字型光ファイバーに結合され、且つ前記Ｙ字型光ファイバーの第２のポートから出射され、前記第２のポートは前記レンズ群の後方焦点に配置され、前記第２のポートから出射された光ビームは、前記レンズ群によって集光され、前記第１のビームスプリッターは、前記第１のコリメートレンズと前記測定用レンズとの間に配置され、前記集光された光ビームは、第１のビームスプリッターによって前記測定用レンズに反射されて集束され、前記第２のポートと前記レンズ群は両方とも可動コンポーネントに装着され、前記可動コンポーネントは、光軸の方向に沿って往復移動し、前記光ビームは、ハルトマン絞りの上面と測定用レンズの上面と下面にそれぞれ焦点を合わせることができ、焦点を合わせる場合に、反射光は元のポートから第２のポートに戻り、光ファイバーを介して伝播した後、Ｙ字型光ファイバーの第３ポートから前記第２の光検出器に出射されることを特徴とするレンズ屈折率測定装置を提供している。

上記の構造を採用した本発明のレンズ屈折率測定装置は、従来技術と比較して以下の利点を有する。即ち、本発明のレンズ屈折率測定装置は、測定用レンズと、前記測定用レンズの視度を検出するための視度測定モジュールと、前記測定用レンズの上面と下面の共焦点反射位置を検出するための共焦点反射測定モジュールとを具備し、この測定装置により、レンズを破壊することなく測定用レンズの屈折率を取得でき、操作が簡単で、検出が高速であり、また、通常のレンズ、非球面レンズ、円柱レンズなどの不規則な表面レンズの屈折率測定にも適している。

前記レンズ屈折率測定装置においては、前記測定装置は、光学厚さ測定モジュールをさらに具備し、前記光学厚さ測定モジュールは、第２の光源モジュール、第２のコリメートレンズ、集束レンズ、第２のビームスプリッター、第３のビームスプリッター、反射ミラー、第３の光検出器を具備し、前記第２の光源モジュールによって出射された光は、第２のコリメートレンズを通過して平行光ビームになり、集束レンズを通過した後、当該平行光ビームが第２のビームスプリッターに入射し、第２のビームスプリッターで反射された後、メインの光路に入り、さらに第３のビームスプリッターを透過した後、２つの光ビームに分割され、そのうちの１つの光ビームが反射ミラーに反射され、その後、反射ミラーで元の経路に従って反射されて戻され、一部の光が第３のビームスプリッターを透過して第３の光検出器に入射し、もう一つのビームは第３のビームスプリッターを透過し、ハルトマンダイアフラムの上面で元の経路に反射され、反射された光は第３のビームスプリッターで反射された後、第３の光検出器に入射し、前記第３のビームスプリッターでそれぞれ反射され、透過された２部分の光は、反射され、さらに同時に第３の光検出器に入射し、前記反射ミラーは可動コンポーネントに配置され、前記第２のポートとレンズ群と同期して移動し、反射ミラーを移動し、前記第３のビームスプリッターでそれぞれ反射され、透過された２部分の光は、反射後に、第３の光検出器に進入する光路が同じである場合に、干渉現象が発生することが好ましい。このような構成により、測定用レンズの光学厚さを測定することができる。

また、前記第１の光源は、スペクトル幅が１０ｎｍより大きく５０ｎｍより小さい単色ＬＥＤ光源であることが好ましい。
また、前記光透過孔の直径は０．５ｍｍ未満であり、前記光透過孔と前記第１の光源との間の距離は０．５ｍｍ未満であることが好ましい。
また、前記第１のコリメートレンズの焦点距離は５０ｍｍより大きいことが好ましい。

また、前記ハルトマン絞りは、アレイ状に配列された円形の光透過孔が設けられ、前記光透過孔は、直径が０．２〜０．３ｍｍであり、円形の穴の中心距離は０．５〜０．６ｍｍであり、円形の穴の数が７×７以上であり、中心位置が反射領域であり、放射率が８０〜９０％であることが好ましい。

また、前記第２の光源モジュールは、第３の光源と第２の孔片とを含み、前記第２の孔片における前記第３の光源に近く発光面に光透過孔が設けられ、前記第３の光源から発光された光は光透過孔を通過した後に出射することが好ましい。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、操作が簡単で、検出が高速で、測定精度が高いレンズ屈折率測定装置の測定方法を提供することである。

本発明のほかの技術案としては、レンズ屈折率測定装置による測定方法であって、測定用レンズを配置する前に、第１の光源からの光ビームの第１の光検出器における分布を記録し、且つ、前記ハルトマン絞りの上面の共焦点反射測定モジュールにおける信号位置ｘ０を記録するステップＳ１と、前記第１ビームスプリッターと前記ハルトマン絞りの間に前記測定用レンズを配置し、前記測定用レンズの位置を調整して、前記第１光検出器により前記測定用レンズの中心を前記第１光源の光路の中心と一致させ、且つ、前記第１の光検出器の光強度分布に従って、前記測定用レンズの視度を計算するステップＳ２と、前記第１の光源をオフにし、前記第２の光源をオンにして可動コンポーネントを等速で移動し、レンズ群と第２のポートは等速で同期して移動し、前記第２の光検出器によってハルトマン絞りの上面の共焦点信号位置ｘ１と、前記測定用レンズの上面と下面の共焦点反射位置ｘ２とｘ３を記録するステップＳ３と、ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３およびレンズの視度に従ってレンズの屈折率ｎを計算するステップＳ４とを含むレンズ屈折率測定装置による測定方法を提供している。
上記の構造を採用した本発明のレンズ屈折率測定方法は、従来技術と比較して以下の利点を有する。

即ち、本発明のレンズ屈折率測定方法は、ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、および測定用レンズの視度の５つの値を簡単かつ迅速に測定でき、ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、およびレンズの視度に基づいてレンズの屈折率ｎを計算できるので、レンズを破損する必要がなく、操作が簡単で、検出が高速であり、且つ、通常のレンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズなどの不規則な表面レンズの屈折率測定に適している。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、操作が簡単で、検出が高速で、測定精度が高いレンズ屈折率測定装置の測定方法を提供することである。

本発明のほかの技術案としては、レンズ屈折率測定装置による測定方法であって、測定用レンズを配置する前に、第１の光源からの光ビームの第１の光検出器における分布を記録し、且つ、第２の光検出器で干渉現象が発生するときの前記反射ミラーの位置ｘ０を記録するステップＳ１と、前記第１ビームスプリッターと前記ハルトマン絞りの間に前記測定用レンズを配置し、前記測定用レンズの位置を調整して、前記第１光検出器により前記測定用レンズの中心を前記第１光源の光路の中心と一致させ、且つ、前記第１の光検出器の光強度分布に従って、前記測定用レンズの視度を計算するステップＳ２と、前記第１の光源をオフにし、前記第２の光源をオンにして可動コンポーネントを等速で移動し、反射ミラーと、レンズ群と、第２のポートは等速で同期して移動し、前記第２の光検出器によって前記測定用レンズの干渉位置ｘ１と、前記第３の光検出器によって前記測定用レンズの上面と下面の共焦点反射位置ｘ２とｘ３を記録するステップＳ３と、ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３およびレンズの視度に従ってレンズの屈折率ｎを計算するステップＳ４とを含むレンズ屈折率測定装置による測定方法を提供している。
上記の構造を採用した本発明のレンズ屈折率測定方法は、従来技術と比較して以下の利点を有する。

即ち、本発明のレンズ屈折率測定方法は、ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、および測定用レンズの視度の５つの値を簡単かつ迅速に測定でき、ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、およびレンズの視度に基づいてレンズの屈折率ｎを計算できるので、レンズを破損する必要がなく、操作が簡単で、検出が高速であり、且つ、通常のレンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズなどの不規則な表面レンズの屈折率測定に適している。

本発明に係るレンズ屈折率測定装置の第１の実施形態の概略構成図である。 本発明によるレンズ屈折率測定装置の第２の実施形態の概略構造図である。

本願をよりよく理解するために、本願の様々な態様を添付の図面を参照してより詳細に説明する。これらの詳細な説明は、本出願の例示的な実施形態の単なる説明であり、本出願の範囲を決して限定するものではないことを理解されたい。明細書では、同じ参照符号は、同じ要素を指す。

本明細書では、第１、第２などの表現は１つの機能を別の機能から区別するためにのみ使用され、機能の制限を示すものではないことに注意してください。 したがって、本出願の構想から逸脱することなく、以下で説明する第１のビームスプリッターは、第２のビームスプリッターとも称することができる。

図面では、説明の便宜上、オブジェクトの厚さ、サイズ、および形状は少し拡大されている。 図面は単なる例であり、縮尺どおりに描かれているわけではない。

また、本明細書で使用される用語「有す」、「具備する」、「含む」は、説明している特徴、全体、ステップ、操作、要素および／または部品の存在を示すことが理解されるべきであり、しかし、１つ以上の他の特徴、全体、ステップ、操作、要素、部品、および／またはそれらの組み合わせの存在または追加を除外していない。さらに、例えば「．．．少なくとも１つ」という表現がリストされた特徴のリストの後に表示された場合には、リスト内の個々の要素を変更するのではなく、リストされた特徴の全体を変更することになる。
第１の実施形態
本発明のレンズ屈折率測定装置は、視度測定モジュールと、共焦点反射測定モジュールと、測定用レンズを具備する。

前記視度測定モジュールは、第１の光源モジュール１と、第１のコリメートレンズ２と、ハルトマン絞り３と、第１の光検出器４を具備する。前記第１の光源モジュール１は、第１の光源および第１の孔シートを含み、前記第１の孔シートは、前記第１の光源の発光面の側より近い側に光透過孔を備え、前記第１の光源からの光は、光透過孔を通過した後に出射する。前記第１の光源は、光強度が１０マイクロメートルより大きく、５０マイクロメートルより小さい単色ＬＥＤ光源である。前記光透過孔の直径は、０．５ミリより小さく、好ましくは０．２ミリより小さい。前期光透過孔と第１光源との間の距離は０．５ミリより小さく、前記第１のコリメートレンズ２の焦点距離は、５０ミリよりも大きく、好ましくは、１００ミリよりも大きい。前記第１の光源は、前記第１のコリメートレンズ２の後方焦点上に配置されている。前記ハルトマン絞り３は、アレイ状に配列された光透過孔を備え、すなわち、前記ハルトマン絞り３の一側の表面には金属膜がコーティングされており、前記金属膜は、アレイ状に配列された円形の光透過孔が設置されている。前記円形の光透過孔の直径は０．２〜０．３ｍｍであり、円形の光透過孔の中心距離は０．５〜０．６ｍｍであり、孔の数は７×７個以上である。前記の第１の光検出器４は、面アレイＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーであり、解像度が３２０×２４０ピクセルより大きく、好ましくは６４０×４８０ピクセルより大きい。

前記第１の光源モジュール１からの光は、前記第１のコリメートレンズ２を通過して平行ビームとなり、前記平行ビームは、測定用レンズ１２とハルトマン絞り３を通過して、前記第１の光検出器４に入射される。

前記共焦点反射測定モジュールは、第２の光源５と、第２の光検出器６と、Ｙ字型光ファイバー７と、レンズ群８と、第１のビームスプリッター９を具備し、前記Ｙ字型光ファイバー７は、三つのポートを具備する。前記Ｙ字型光ファイバー７の第２のポート７０２は、前記レンズ群８の後方焦点上に配置されている。前記第２のポート７０２とレンズ群８は共に、可動コンポーネント１０に配置され、前記可動コンポーネント１０は、往復に移動することにより、前記第２のポート７０２及び前記レンズ群８を移動させることができる。前記第２の光源５はＬＥＤ光源またはレーザ光源であり、前記第１の光源の中心波長と第２の光源５の中心波長は同じである。

前記第２の光源５からの光は、Ｙ字型光ファイバー７の第１のポート７０１からＹ字型光ファイバー７に結合され、且つ前記Ｙ字型光ファイバー７の第２のポート７０２から出射され、前記第２のポート７０２から出射された光ビームは、前記レンズ群８によって集光され、前記第１のビームスプリッター９は、前記第１のコリメートレンズ２と前記測定用レンズ１２との間に配置され、前記集光された光ビームは、第１のビームスプリッター９によって前記測定用レンズ１２に反射されて集束され、前記可動コンポーネント１０は、往復移動し、前記光ビームは、ハルトマン絞り３の上面と測定用レンズ１２の上面と下面（即ち、上面は、光が入射する表面であり、下面は、光が出射する表面である）にそれぞれ焦点を合わせることができ、焦点を合わせる場合に、反射光は元の経路に従って第２のポート７０２に戻り、光ファイバーを介して伝播した後、Ｙ字型光ファイバー７の第３のポート７０３から前記第２の光検出器６に出射される。Ｙ字型光ファイバー７の光路の導光関係は、第１のポート７０１と第２のポート７０２との間に伝導し、且つ、第２のポート７０２と第３のポート７０３との間に伝導することである。

本願は、更に、前記レンズ屈折率測定装置による測定方法が開示されており、
当該測定方法は、
測定用レンズ１２を配置する前に、第１の光源からの光ビームの第１の光検出器４における分布を記録し、且つ、前記ハルトマン絞り３の上面（即ち、前記測定用レンズより近い表面）の共焦点反射測定モジュールにおける信号位置ｘ０を記録するステップＳ１と、

前記第１のビームスプリッター９と前記ハルトマン絞り３の間に前記測定用レンズ１２を配置し、前記測定用レンズ１２の位置を調整して、前記第１の光検出器４により前記測定用レンズ１２の中心を前記第１の光源の光路の中心と一致させ、且つ、前記第１の光検出器４の光強度分布に従って、前記測定用レンズ１２の視度Фを計算するステップＳ２と、

前記第１の光源をオフにし、前記第２の光源５をオンにして可動コンポーネント１０を等速で移動し、レンズ群８と第２のポート７０２は等速で同期して移動し、前記第２の光検出器６によってハルトマン絞り３の上面の共焦点信号位置x１と、前記測定用レンズ１２の上面と下面の共焦点反射位置x２とx３を記録するステップＳ３と、
x０、x１、x２、x３およびレンズの視度Фに従ってレンズの屈折率ｎを計算するステップＳ４とを含む。
なお、レンズの屈折率ｎの計算に関わる式は、以下の通りである。

第２の実施形態
本発明のレンズ屈折率測定装置は、視度測定モジュールと、共焦点反射測定モジュールと、光学厚さ測定モジュールと、測定用レンズを具備する。

前記視度測定モジュールは、第１の光源モジュール１と、第１のコリメートレンズ２と、ハルトマン絞り３と、第１の光検出器４を具備する。前記第１の光源モジュール１は、第１の光源および第１の孔シートを含み、前記第１の孔シートは、前記第１の光源の発光面の側より近い側に光透過孔を備え、前記第１の光源からの光は、光透過孔を通過した後に出射する。前記第１の光源は、スペクトル幅が10ナノメートルより大きく、50ナノメートルより小さい単色ＬＥＤ光源である。前記光透過孔の直径は、０．５ミリより小さく、好ましくは０．２ミリより小さい。前期光透過孔と第１光源との間の距離は０．５ミリより小さく、前記第１のコリメートレンズ２の焦点距離は、５０ミリよりも大きく、好ましくは、１００ミリよりも大きい。前記第１の光源は、前記第１のコリメートレンズ２の後方焦点上に配置されている。前記ハルトマン絞り３は、アレイ状に配列された光透過孔を備え、すなわち、前記ハルトマン絞り３の一側の表面には金属膜がコーティングされており、前記金属膜は、アレイ状に配列された円形の光透過孔が設置されている。前記円形の光透過孔の直径は０．２〜０．３ｍｍであり、円形の光透過孔の中心距離は０．５〜０．６ｍｍであり、孔の数は７×７個以上である。前記の第１の光検出器４は、面アレイＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーであり、解像度が３２０×２４０ピクセルより大きく、好ましくは６４０×４８０ピクセルより大きい。

前記第１の光源モジュール１からの光は、前記第１のコリメートレンズ２を通過して平行ビームとなり、前記平行ビームは、測定用レンズ１２とハルトマン絞り３を通過して、前記第１の光検出器４に入射される。

前記共焦点反射測定モジュールは、第２の光源５と、第２の光検出器６と、Ｙ字型光ファイバー７と、レンズ群８と、第１のビームスプリッター９を具備し、前記Ｙ字型光ファイバー７は、三つのポートを具備する。前記Ｙ字型光ファイバー７の第２のポート７０２は、前記レンズ群８の後方焦点上に配置されている。前記第２のポート７０２とレンズ群８は共に、可動コンポーネント１０に配置され、前記可動コンポーネント１０は、往復に移動することにより、前記第２のポート７０２及び前記レンズ群８を移動させることができる。前記第２の光源５はＬＥＤ光源またはレーザ光源であり、前記第１の光源の中心波長と第２の光源５の中心波長は同じである。

前記第２の光源５からの光は、Ｙ字型光ファイバー７の第１のポート７０１からＹ字型光ファイバー７に結合され、且つ前記Ｙ字型光ファイバー７の第２のポート７０２から出射され、前記第２のポート７０２から出射された光ビームは、前記レンズ群８によって集光され、前記第１のビームスプリッター９は、前記第１のコリメートレンズ２と前記測定用レンズ１２との間に配置され、前記集光された光ビームは、第１のビームスプリッター９によって前記測定用レンズ１２に反射されて集束され、前記可動コンポーネント１０は、往復移動し、前記光ビームは、ハルトマン絞り３の上面と測定用レンズ１２の上面と下面（即ち、上面は、光が入射する表面であり、下面は、光が出射する表面である）にそれぞれ焦点を合わせることができ、焦点を合わせる場合に、反射光は元の経路に従って第２のポート７０２に戻り、光ファイバーを介して伝播した後、Ｙ字型光ファイバー７の第３のポート７０３から前記第２の光検出器６に出射される。

前記光学厚さ測定モジュールは、第２の光源モジュール１３、第２のコリメートレンズ１４、集束レンズ１５、第２のビームスプリッター１６、第３のビームスプリッター１７、反射ミラー１８、第３の光検出器１９を具備する。第２の光源モジュール１３は、第３の光源と第２の開口部とを含む。前記第３の光源は単色LED光源であり、波長が第１の光源の波長と同じであり、スペクトル幅が10ナノメートルより大きく、50ナノメートルより小さい。前記第２の孔シートにおける第３の光源の発光面より近い箇所に光透過孔が設けられている。前記光透過孔の直径は０．２ｍｍより小さく、好ましくは０．１ｍｍより小さい。前記光透過孔と前記第３の光源との間の距離は０．５ｍｍより小さい。前記第２のコリメートレンズ１４の焦点距離は、５０ｍｍよりも大きく、好ましくは１００ｍｍよりも大きい。第３の光源は、前記第２のコリメートレンズ１４の後方焦点上に配置されている。集束レンズ１５の焦点距離は、第２のコリメートレンズ１４と第２のビームスプリッター１６との間に配置され、焦点距離は５０ｍｍより大きく、好ましくは焦点距離は１００ｍｍより大きい。第２のビームスプリッター１６は、透過率対反射率の比が３：７〜７：３の範囲にある半透過鏡である。第３のビームスプリッター１７は、透過率対反射率の比が５：５の半透過鏡である。

前記第２の光源モジュール１３によって出射された光は、第２のコリメートレンズ１４を通過して平行光ビームになり、集束レンズ１５を通過した後、当該平行光ビームが第２のビームスプリッター１６に入射し、第２のビームスプリッター１６で反射された後、メインの光路に入り、さらに第３のビームスプリッター１７を透過した後、２つの光ビームに分割され、そのうちの１つの光ビームが反射ミラー１８に反射され、その後、反射ミラー１８で元の経路に従って反射されて戻され、一部の光が第３のビームスプリッター１７を透過して第３の光検出器１９に入射する。もう一つのビームは第３のビームスプリッター１７を透過し、ハルトマンダイアフラムの上面で元の経路に反射され、反射された光は第３のビームスプリッター１７で反射された後、第３の光検出器１９に入射する。第３のビームスプリッター１７でそれぞれ、反射され、透過された２部分の光は、反射され、さらに同時に第３の光検出器１９に入射し、前記反射ミラー１８は可動コンポーネント１０に配置され、反射ミラーを移動し、第３のビームスプリッター１７でそれぞれ、反射され、透過された２部分の光は、反射後に、第３の光検出器１９に進入する光路が同じである場合に、干渉現象が発生する。
本願は、更に、前記レンズ屈折率測定装置による測定方法が開示されており、
当該測定方法は、

測定用レンズ１２を配置する前に、第１の光源からの光ビームの第１の光検出器４における分布を記録し、且つ、第２の光検出器４で干渉現象が発生するときの前記反射ミラー１８の位置ｘ０を記録するステップＳ１と、

前記第１のビームスプリッター９と前記ハルトマン絞り３の間に前記測定用レンズ１２を配置し、前記測定用レンズ１２の位置を調整して前記第１の光検出器４により前記測定用レンズ１２の中心を前記第１光源の光路の中心と一致させ、且つ、前記第１の光検出器４の光強度分布に従って、前記測定用レンズ１２の視度Фを計算するステップＳ２と

第１の光源をオフにし、第２の光源５をオンにして可動コンポーネント１０を等速で移動し、反射ミラー１８と、レンズ群８と、第２のポート７０２は等速で同期して移動し、前記第２の光検出器６によって前記測定用レンズ１２の干渉位置ｘ１と、第３の光検出器１９によって測定用レンズ１２の上面と下面の共焦点反射位置ｘ２とｘ３を記録するステップＳ３と、
ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３およびレンズの視度に従ってレンズの屈折率ｎを計算するステップＳ４とを含む。
なお、レンズの屈折率ｎの計算に関わる式は、以下の通りである。

第１実施形態と比較して、本実施形態２のレンズの屈折率測定に対する測定精度がより高い。

１ 第１の光源モジュール
２ 第１のコリメートレンズ
３ ハルトマン絞り
４ 第１の光検出器
５ 第２の光源
６ 第２の光検出器
７ Ｙ字型光ファイバー
７０１ 第１のポート
７０２ 第２のポート
７０３ 第３のポート
８ レンズ群
９ 第１のビームスプリッター
１０ 可動コンポーネント
１２ 測定用レンズ
１３ 第２の光源モジュール
１４ 第２のコリメートレンズ
１５ 集束レンズ
１６ 第２のビームスプリッター
１７ 第３のビームスプリッター
１８ 反射ミラー
１９ 第３の光検出器

Claims (10)

1. 視度測定モジュール、共焦点反射測定モジュール、および被測定用レンズを備えるレンズ屈折率測定装置であって、
   前記視度測定モジュールは、第１の光源モジュールと、第１のコリメートレンズと、ハルトマン絞りと、第１の光検出器を具備し、前記第１の光源モジュールからの光は、前記第１のコリメートレンズを通過して平行ビームとなり、前記平行ビームは、測定用レンズとハルトマン絞りを通過して、前記第１の光検出器に入射し、 前記共焦点反射測定モジュールは、第２の光源と、第２の光検出器と、Ｙ字型光ファイバーと、レンズ群と、第１のビームスプリッターを具備し、前記第２の光源からの光は、Ｙ字型光ファイバーの第１のポートからＹ字型光ファイバーに結合され、且つ前記Ｙ字型光ファイバーの第２のポートから出射され、前記第２のポートは前記レンズ群の後方焦点に配置され、前記第２のポートから出射された光ビームは、前記レンズ群によって集光され、前記第１のビームスプリッターは、前記第１のコリメートレンズと前記測定用レンズとの間に配置され、前記集光された光ビームは、第１のビームスプリッターによって前記測定用レンズに反射されて集束され、前記第２のポートと前記レンズ群は両方とも可動コンポーネントに装着され、前記可動コンポーネントは、光軸の方向に沿って往復移動し、前記光ビームは、ハルトマン絞りの上面と測定用レンズの上面と下面にそれぞれ焦点を合わせることができ、焦点を合わせる場合に、反射光は元のポートから第２のポートに戻り、光ファイバーを介して伝播した後、Ｙ字型光ファイバーの第３のポートから前記第２の光検出器に出射されることを特徴とするレンズ屈折率測定装置。
   
2. 前記測定装置は、光学厚さ測定モジュールをさらに具備し、前記光学厚さ測定モジュールは、第２の光源モジュール、第２のコリメートレンズ、集束レンズ、第２のビームスプリッター、第３のビームスプリッター、反射ミラー、第３の光検出器を具備し、
   前記第２の光源モジュールによって出射された光は、第２のコリメートレンズを通過して平行光ビームになり、集束レンズを通過した後、当該平行光ビームが第２のビームスプリッターに入射し、第２のビームスプリッターで反射された後、メインの光路に入り、さらに第３のビームスプリッターを透過した後、２つの光ビームに分割され、そのうちの１つの光ビームが反射ミラーに反射され、その後、反射ミラーで元の経路に従って反射されて戻され、一部の光が第３のビームスプリッターを透過して第３の光検出器に入射し、もう一つのビームは第３のビームスプリッターを透過し、ハルトマンダイアフラムの上面で元の経路に反射され、反射された光は第３のビームスプリッターで反射された後、第３の光検出器に入射し、
   前記第３のビームスプリッターでそれぞれ反射され、透過された２部分の光は、反射され、さらに同時に第３の光検出器に入射し、
   前記反射ミラーは可動コンポーネントに配置され、前記第２のポートとレンズ群と同期して移動し、反射ミラーを移動し、前記第３のビームスプリッターでそれぞれ反射され、透過された２部分の光は、反射後に、第３の光検出器に進入する光路が同じである場合に、干渉現象が発生することを特徴とする請求項１に記載のレンズ屈折率測定装置。
   
3. 前記第１の光源モジュールは、第１の光源と第１の孔片とを備え、前記第１の孔片における第１の光源の発光面に近い側面に光透過孔が設けられ、前記第１の光源から出射された光は、光透過孔を通過した後に出射されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ屈折率測定装置。
   
4. 前記第１の光源は、スペクトル幅が１０ｎｍより大きく５０ｎｍより小さい単色ＬＥＤ光源であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ屈折率測定装置。
   
5. 前記光透過孔の直径は０．５ｍｍ未満であり、前記光透過孔と前記第１の光源との間の距離は０．５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項３に記載のレンズ屈折率測定装置。
   
6. 前記第１のコリメートレンズの焦点距離は５０ｍｍより大きいことを特徴とする請求項１に記載のレンズ屈折率測定装置。
   
7. 前記ハルトマン絞りは、アレイ状に配列された円形の光透過孔が設けられ、
   前記光透過孔は、直径が０．２〜０．３ｍｍであり、円形の穴の中心距離は０．５〜０．６ｍｍであり、円形の穴の数が７×７以上であり、中心位置が反射領域であり、放射率が８０〜９０％であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ屈折率測定装置。
   
8. 前記第２の光源モジュールは、第３の光源と第２の孔片とを含み、前記第２の孔片における前記第３の光源に近く発光面に光透過孔が設けられ、前記第３の光源から発光された光は光透過孔を通過した後に出射することを特徴とする請求項２に記載のレンズ屈折率測定装置。
   
9. 請求項１に記載のレンズ屈折率測定装置による測定方法であって、
   測定用レンズを配置する前に、第１の光源からの光ビームの第１の光検出器における分布を記録し、且つ、前記ハルトマン絞りの上面の共焦点反射測定モジュールにおける信号位置ｘ０を記録するステップＳ１と、
   前記第１のビームスプリッターと前記ハルトマン絞りの間に前記測定用レンズを配置し、前記測定用レンズの位置を調整して、前記第１の光検出器により前記測定用レンズの中心を前記第１の光源の光路の中心と一致させ、且つ、前記第１の光検出器の光強度分布に従って、前記測定用レンズの視度を計算するステップＳ２と、
   前記第１の光源をオフにし、前記第２の光源をオンにして可動コンポーネントを等速で移動し、レンズ群と第２のポートは等速で同期して移動し、前記第２の光検出器によってハルトマン絞りの上面の共焦点信号位置ｘ１と、前記測定用レンズの上面と下面の共焦点反射位置ｘ２とｘ３を記録するステップＳ３と、
   ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３およびレンズの視度に従ってレンズの屈折率ｎを計算するステップＳ４と
   を含む請求項１に記載のレンズ屈折率測定装置による測定方法。
   
10. 請求項２に記載のレンズ屈折率測定装置による測定方法であって、
    測定用レンズを配置する前に、第１の光源からの光ビームの第１の光検出器における分布を記録し、且つ、第２の光検出器で干渉現象が発生するときの前記反射ミラーの位置ｘ０を記録するステップＳ１と、
    前記第１のビームスプリッターと前記ハルトマン絞りの間に前記測定用レンズを配置し、前記測定用レンズの位置を調整して、前記第１の光検出器により前記測定用レンズの中心を前記第１の光源の光路の中心と一致させ、且つ、前記第１の光検出器の光強度分布に従って、前記測定用レンズの視度を計算するステップＳ２と
    前記第１の光源をオフにし、前記第２の光源をオンにして可動コンポーネントを等速で移動し、反射ミラーと、レンズ群と、第２のポートは等速で同期して移動し、前記第２の光検出器によって前記測定用レンズの干渉位置ｘ１と、前記第３の光検出器によって前記測定用レンズの上面と下面の共焦点反射位置ｘ２とｘ３を記録するステップＳ３と、
    ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３およびレンズの視度に従ってレンズの屈折率ｎを計算するステップＳ４と
    を含む請求項２に記載のレンズ屈折率測定装置による測定方法。
    
    

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