一种用于眼镜片色差检测的光学系统的制作方法

1.本实用新型涉及眼镜片检测技术领域，具体涉及一种用于眼镜片色差检测的光学系统。


背景技术：

2.而目前市场上眼镜片的质量参差不齐。质量好的眼镜，不仅能够帮助患者看清物体，还能对眼睛起到保健治疗，有效缓解视觉疲劳，近视屈光状态也逐渐稳定，发展缓慢或停止。而质量差的眼镜则会使患者出现加重视觉疲劳，眼痛、眼胀、严重还会加深度数，近视由假性变成真性。因此眼镜产品品质检测至关重要。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种用于眼镜片色差检测的光学系统，包括自物面开始依次为焦距为负、正、正、正、正、负、负、正、负、正、负、正、负、正、正、正、负、负、正、正、负的二十一块透镜。采用了多个胶合透镜减小系统色差，保证了测量结果的准确性。本装置为变焦光学系统，可以对不同屈光度的眼镜片进行色差的测量。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.一种用于眼镜片色差检测的光学系统，包括自物面到像面依次为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13、第十四透镜14、第十五透镜15、第十六透镜16、第十七透镜17、第十八透镜18、第十九透镜 19、第二十透镜20、第二十一透镜21；
6.所述第十透镜10和第十一透镜11之间设置有孔径光阑22，孔径光阑22距离第十透镜10的轴向距离为6.22mm，距离第十一透镜11的轴向距离为0.1mm；
7.所述第一透镜1为负透镜、第二透镜2为正透镜、第三透镜3为正透镜、第四透镜 4为正透镜、第五透镜5为正透镜、第六透镜6为负透镜、第七透镜7为负透镜、第八透镜8为正透镜、第九透镜9为负透镜、第十透镜10为正透镜、第十一透镜11为负透镜、第十二透镜12为正透镜、第十三透镜13为负透镜、第十四透镜14为正透镜、第十五透镜15为正透镜、第十六透镜16为正透镜、第十七透镜17为负透镜、第十八透镜18为负透镜、第十九透镜19为正透镜、第二十透镜20为正透镜、第二十一透镜21 为负透镜；
8.所述第一透镜1为弯月形透镜、第二透镜2为双凸透镜、第三透镜3为弯月形透镜、第四透镜4为弯月形透镜、第五透镜5为弯月形透镜、第六透镜6为双凹透镜、第七透镜7为双凹透镜、第八透镜8为双凸透镜、第九透镜9为双凹透镜、第十透镜10为弯月形透镜、第十一透镜11为弯月形透镜、第十二透镜12为双凸透镜、第十三透镜13 为弯月形透镜、第十四透镜14为弯月形透镜、第十五透镜15为双凸透镜、第十六透镜 16为弯月形透镜、第十七透镜17为弯月形透镜、第十八透镜18为弯月形透镜、第十九透镜19为弯月形透镜、第二十透镜20为弯月形透镜、第二十一透镜21为弯月形透镜；
9.所述第一透镜1和第二透镜2组成胶合透镜j1、所述第五透镜5和第六透镜6组成胶合透镜j2、所述第七透镜7和第八透镜8组成胶合透镜j3、所述第九透镜9和第十透镜10组成胶合透镜j4、所述第十一透镜11和第十二透镜12和第十三透镜13组成胶合透镜j5、所述第十六透镜16和第十七透镜17组成胶合透镜j6、所述第十八透镜 18和第十九透镜19组成胶合透镜j7、所述第二十透镜20和第二十一透镜21组成胶合透镜j8；
10.所述第一透镜1、第二透镜2、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13、第十六透镜16、第十七透镜17、第十八透镜18、第十九透镜19、第二十透镜20、第二十一透镜21的相对于波长为587.6nm的光的透镜材料的阿贝数分别为v1、v2、v5、v6、v7、 v8、v9、v10、v11、v12、v13、v16、v17、v18、v19、v20、v21；满足：v1《v2， v5《v6，v7》v8，v9》v10，v11《v12，v12》v13，v16》v17，v18《v19，v20》v21；且满足v7、v12、v16、v19均大于50；
11.所述第五透镜5、第十透镜10、第十六透镜16、第十七透镜17、第二十透镜20 均为非球面透镜；所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13、第十四透镜14、第十五透镜15、第十八透镜18、第十九透镜19、第二十一透镜21均为球面透镜；
12.所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3的组合焦距为f1；第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10的组合焦距为f2；第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13、第十四透镜14的组合焦距为f3；第十五透镜15、第十六透镜16、第十七透镜17、第十八透镜18、第十九透镜19、第二十透镜20、第二十一透镜21的组合焦距为f4；且8《∣f1/f2∣《12，0.1《∣f2/f3∣《0.3， 2《∣f3/f4∣《3.5；
13.进一步的，镜片材料均采用成都光明公司的国产玻璃材料，第一透镜1为hzf62、第二透镜2为hlaf3、第三透镜3为hlaf6la、第四透镜4为hbak4、第五透镜5 为f7、第六透镜6为hlaf3a、第七透镜7为hlak67、第八透镜8为hzf4、第九透镜9为hlaf3a、第十透镜10为hf51、第十一透镜11为hlaf3、第十二透镜12为 hqk3、第十三透镜13为hzbaf21、第十四透镜14为hzf5、第十五透镜15为hzk3、第十六透镜16为hk6、第十七透镜17为hzf3、第十八透镜18为hzf4、第十九透镜 19为hk5、第二十透镜20为hlaf3、第二十一透镜21为hqf56；
14.进一步的，所述的光学系统工作波段为380nm至760nm；
15.本实用新型的有益效果：
16.1.本装置为变焦光学系统，可以对不同屈光度的眼镜片进行色差的测量。
17.2.采用了多个胶合透镜减小色差，并且在整个变焦范围内进行了有效地校正，具有很好的成像性能，保证了测量结果的准确性。
18.3.材料全部采用国产玻璃，降低了成本，应用前景广阔。
19.4.本装置所有变焦位置的光圈均达到2.9，通光量充足，成像质量良好。
附图说明
20.图1是一种用于眼镜片色差检测的光学系统光路结构图
21.图2是本实用新型实施例在变焦位置1的垂轴色差图
22.图3是本实用新型实施例在变焦位置2的垂轴色差图
23.图4是本实用新型实施例在变焦位置3的垂轴色差图
24.图5是本实用新型实施例在变焦位置3的场曲图
25.图6是本实用新型实施例在变焦位置3的点列图
具体实施方式
26.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.先请参阅图1，图1是本实用新型实现一种用于眼镜片色差检测的光学系统光路结构图。本装置包括自物面到像面依次为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13、第十四透镜14、第十五透镜15、第十六透镜16、第十七透镜17、第十八透镜18、第十九透镜19、第二十透镜20、第二十一透镜21；
28.所述第十透镜10和第十一透镜11之间设置有孔径光阑22，孔径光阑22距离第十透镜10的轴向距离为6.22mm，距离第十一透镜11的轴向距离为0.1mm；
29.所述第一透镜1为负透镜、第二透镜2为正透镜、第三透镜3为正透镜、第四透镜 4为正透镜、第五透镜5为正透镜、第六透镜6为负透镜、第七透镜7为负透镜、第八透镜8为正透镜、第九透镜9为负透镜、第十透镜10为正透镜、第十一透镜11为负透镜、第十二透镜12为正透镜、第十三透镜13为负透镜、第十四透镜14为正透镜、第十五透镜15为正透镜、第十六透镜16为正透镜、第十七透镜17为负透镜、第十八透镜18为负透镜、第十九透镜19为正透镜、第二十透镜20为正透镜、第二十一透镜21 为负透镜；
30.所述第一透镜1为弯月形透镜、第二透镜2为双凸透镜、第三透镜3为弯月形透镜、第四透镜4为弯月形透镜、第五透镜5为弯月形透镜、第六透镜6为双凹透镜、第七透镜7为双凹透镜、第八透镜8为双凸透镜、第九透镜9为双凹透镜、第十透镜10为弯月形透镜、第十一透镜11为弯月形透镜、第十二透镜12为双凸透镜、第十三透镜13 为弯月形透镜、第十四透镜14为弯月形透镜、第十五透镜15为双凸透镜、第十六透镜 16为弯月形透镜、第十七透镜17为弯月形透镜、第十八透镜18为弯月形透镜、第十九透镜19为弯月形透镜、第二十透镜20为弯月形透镜、第二十一透镜21为弯月形透镜；
31.所述第一透镜1和第二透镜2组成胶合透镜j1、所述第五透镜5和第六透镜6组成胶合透镜j2、所述第七透镜7和第八透镜8组成胶合透镜j3、所述第九透镜9和第十透镜10组成胶合透镜j4、所述第十一透镜11和第十二透镜12和第十三透镜13组成胶合透镜j5、所述第十六透镜16和第十七透镜17组成胶合透镜j6、所述第十八透镜 18和第十九透镜19组成胶合透镜j7、所述第二十透镜20和第二十一透镜21组成胶合透镜j8；
32.所述第一透镜1、第二透镜2、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13、第十六透镜16、第十七透镜17、第十八透镜18、第十九透镜19、第二十透镜20、第二十一透镜21的相对于波长为587.6nm的光的透镜材料的阿贝数分别为v1、v2、v5、v6、v7、 v8、v9、v10、v11、v12、v13、v16、v17、v18、v19、v20、v21；满足：v1《v2、 v5《v6，v7》v8，v9》v10，v11《v12，v12》v13，v16》v17，
v18《v19，v20》v21；且满足v7、v12、v16、v19均大于50；
33.所述第五透镜5、第十透镜10、第十六透镜16、第十七透镜17、第二十透镜20 均为非球面透镜；所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13、第十四透镜14、第十五透镜15、第十八透镜18、第十九透镜19、第二十一透镜21均为球面透镜；
34.所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3的组合焦距为f1；第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10的组合焦距为 f2；第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13、第十四透镜14的组合焦距为f3；第十五透镜15、第十六透镜16、第十七透镜17、第十八透镜18、第十九透镜19、第二十透镜20、第二十一透镜21的组合焦距为f4；且8《∣f1/f2∣《12，0.1《∣f2/f3∣《0.3， 2《∣f3/f4∣《3.5；
35.进一步的，镜片材料均采用成都光明公司的国产玻璃材料，第一透镜1为hzf62、第二透镜2为hlaf3、第三透镜3为hlaf6la、第四透镜4为hbak4、第五透镜5 为f7、第六透镜6为hlaf3a、第七透镜7为hlak67、第八透镜8为hzf4、第九透镜9为hlaf3a、第十透镜10为hf51、第十一透镜11为hlaf3、第十二透镜12为 hqk3、第十三透镜13为hzbaf21、第十四透镜14为hzf5、第十五透镜15为hzk3、第十六透镜16为hk6、第十七透镜17为hzf3、第十八透镜18为hzf4、第十九透镜 19为hk5、第二十透镜20为hlaf3、第二十一透镜21为hqf56；
36.进一步的，所述的光学系统工作波段为380nm至760nm；
37.本实施例中的镜片参数和镜片中心距参数如下表1所示：
38.表1(单位：毫米)：
39.[0040][0041]
表2为非球面数据，其中非球面公式为：
[0042][0043]
其中，
[0044]
z：非球面的深度
[0045]
r：从光轴到透镜面的距离(高度)(mm)
[0046]
k：离心率
[0047]
c：近轴曲率
[0048]
a，b，c，d
……
：4，6，8，10，
……
阶非球面系数
[0049]
表2：
[0050] 表面8表面16表面27表面32k65.49298-5216161428.61711-0.22473-2.36282e 016a45.94561e-006-8.69019e-0062.75264e-006-1.18548e-005a67.81910e-010-1.85589e-0081.39780e-009-7.43807e-009a84.08714e-0111.05174e-0104.83366e-0121.60774e-011a10-1.72825e-013-1.64111e-0139.70683e-015-1.36178e-013
[0051]
变焦数据列于表3中：
[0052]
表3：
[0053] 变焦位置1变焦位置2变焦位置3表面5的厚度3.3515.4246.94表面16的厚度12.836.224.74表面23的厚度6.642.691.91表面34的厚度35.7845.4646.51
[0054]
本实施例中三个变焦位置的垂轴色差图请参阅图2、图3和图4，由图可以看出本装
置在所有变焦位置的垂轴色差都在微米量级，接近系统的衍射极限，说明此装置的色差性能优异。保证了测量过程中不会引入新的色差，给测量的准确性打下了坚实的基础。同时作为示例，给出了本实施例中第三个变焦位置的场曲图和点列图，请参阅图5和图6，可以看出本装置的成像性能良好。
[0055]
利用上述一种用于眼镜片色差检测的光学系统对待测眼镜片进行色差测量的操作方法，包括下列步骤：
[0056]
步骤1.将准直光源、小孔光阑、待测眼镜片、用于眼镜片色差检测的光学系统、 ccd共轴放置。准直光源、待测眼镜片、用于眼镜片色差检测的光学系统三者之间的分别相距5cm，小孔光阑位于准直光源和待测眼镜片之间的任意位置，小孔光阑通光直径10mm。准直光源首先输出486nm的光，调节用于眼镜片色差检测的光学系统的焦距使光斑直径最小，调节ccd的位置，使像点成像于ccd上，记录此时ccd的位置l1。准直光源然后输出656nm的光，调节ccd的位置，使像点光斑直径最小并成像于ccd 上，记录此时ccd的位置l2。
[0057]
步骤2.将待测眼镜片拿开，准直光源首先输出486nm的光，调节用于眼镜片色差检测的光学系统的焦距使光斑直径最小，调节ccd的位置，使像点成像于ccd上，记录此时ccd的位置l3。准直光源然后输出656nm的光，调节ccd的位置，使像点光斑直径最小并成像于ccd上，记录此时ccd的位置l4。
[0058]
步骤3.则眼镜片的轴上色差值为(l1-l2)-(l3-l4)。
[0059]
本装置通过上述步骤可以简单快捷的测量不同屈光度的眼镜片的色差值大小，有效的对眼镜片品质进行检测。
[0060]
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技术所创的等效方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。