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非接触式透镜厚度测量利器光纤微裂纹检测仪(OLI)

发布时间:2022-11-08阅读次数:44次

在光学领域,透镜是光学系统中最重要的组成元件,现代的光学仪器对透镜的成像质量和光程控制有很高的要求。尤其在透镜的制造要求上,加工出的透镜尺寸,其公差必须控制在允许范围内,因此需要在生产线上形成对透镜厚度实时、自动、精准的检测,这对提高产线的生产效率和控制产品的质量具有重要意义。


目前,测量透镜中心厚度的方法主要分为接触式测量和非接触式测量。接触式测量有很多弊端,如不能准确找到透镜的中心点(最高点或最低点),测量时需要来回移动透镜,效率不高,容易划伤透镜的玻璃表面。而非接触测量一般采用光学的方法,能有效避免这些测量缺陷,由东隆科技自研的光纤微裂纹检测仪(OLI)不仅可以快速精准测试出透镜的厚度,而且也不会对透镜表面造成划伤。


下面,让我们学习下光纤微裂纹检测仪(OLI)是如何高效的测量手机镜头的折射率和厚度。

光纤微裂纹检测仪(OLI)

1、 OLI测量透镜厚度

使用光纤微裂纹检测仪(OLI)测量凸透镜中心厚度,如图1.所示,准备一根匹配好测试长度的光纤跳线,一端接入设备DUT口,另外一端垂直对准透镜,让接头和透镜之间预留一定距离,同时使用OLI进行测量。

图1. 测量系统示意图


测量结果如图2.所示,图中共有3个峰值,第1个峰值为FC/APC接头端面的反射,第2个峰值为空气到透镜第一个面的反射,第3个峰值为透镜第二个面到空气的反射。

图2.凸透镜厚度测试结果图


峰值1和2之间的距离为3.876mm,峰值2和3之间的距离为20.52mm,图2中测得各峰值间距是在设备默认折射率n1=1.467下测得,而空气的折射率n2=1玻璃透镜的折射率n3=1.6,所以空气段的实际长度为:L=3.876*n1/n2=5.686mm,透镜的实际厚度为L=20.52*n1/n3=18.814mm。使用游标卡尺测量凸透镜的厚度为19.02mm,和测试结果偏差0.2mm,可能是玻璃透镜的实际折射率与计算所用到的折射率1.6有偏差导致的。


2、OLI测量镜底折射率和厚度

将图1.测量系统中的凸透镜换成手机摄像头的玻璃镜底,使用光纤微裂纹检测仪(OLI)对3种不同厚度的玻璃镜底进行测量,图3.为测试玻璃镜底实物图,用游标卡尺测量三种玻璃镜底的厚度分别为0.7mm、1.5mm和2.0mm。

图3.玻璃镜底实物图


光纤微裂纹检测仪(OLI)测量结果如图4.所示,为5次测量平均后的结果,从图中可以看出三种镜底的测试厚度分别为1.075mm、2.301mm、3.076mm。

图4.三种镜底厚度测试结果图


三种玻璃镜底的材质一样其折射率一致,图4.中设备测得玻璃镜底厚度与游标卡尺测得厚度不一致,因为是在设备默认折射率n1=1.467下测得、实际玻璃镜底折射率为n=1.075*1.467/0.7=2.253,将设备折射率修改为2.253直接得出三款玻璃镜底的厚度为:0.699mm 、1.498mm、2.003mm,设备测得结果与游标卡尺测量偏差不超过5um,证明OLI非接触测试透镜厚度十分精准。


3、结论

使用光纤微裂纹检测仪(OLI)非接触测试各种透镜的折射率和厚度,其测量精度在亚微米级别,相对于接触式测量透镜厚度,精度提升很大,同时也避免测量时透镜表面被划伤。将光纤微裂纹检测仪(OLI)非接触式测量透镜厚度的方法应用到生产车间内,可形成自动化检测产线,无需人为干预即可准确甄别出质量不合格产品,极大提升生产效率。

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