透鏡中心偏定義及其分類

透鏡中心偏定義及其分類在光學(xué)理論中+光學(xué)元件的共軸性是k多數(shù)光學(xué)理論的前擬和依據(jù)°但是中于實(shí)際的透鏡生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)條件的跟制*在透鏡加工、膠狀或磨邊過(guò)程屮，會(huì)產(chǎn)生煌的質(zhì)量缺陷，從而破壞了共軸條件.產(chǎn)生中心偏.中心偏不僅砸壞了理想光學(xué)的理論基礎(chǔ)*造成光學(xué)兼統(tǒng)成像質(zhì)呈的卜降’而且在一定程度上影響了透鏡測(cè)量設(shè)備對(duì)其他光學(xué)參數(shù)的測(cè)量°因此.研兗中心偏的相關(guān)理論’井制定合理快捷的測(cè)量萬(wàn)袪，対透鏡生產(chǎn)和檢測(cè)具有重要的意木課題來(lái)源于哈爾濱工業(yè)大學(xué)琛圳研究生院實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，目的在于研究透鏡中心偏的產(chǎn)生原因與相關(guān)理論，和其測(cè)量方法，設(shè)計(jì)芥制造一臺(tái)光學(xué)透纜測(cè)量平臺(tái)來(lái)檢測(cè)透鏡中心偏的丈小+并兼顧有效焦距.后截距和曲率半徑等透詭塞數(shù)的測(cè)量，使Z成為一臺(tái)光學(xué)透鏡多參數(shù)通用測(cè)量平臺(tái)。A2論是透鏡參毅，還是苴他傾域的概念，一個(gè)貳燉恰9此定義是進(jìn)…歩硏究其屬性性質(zhì)和制走測(cè)量方法的基礎(chǔ)。一般事物或者概念的定義*都是在研憲本事物或概念之初就被酢定了’即使后期隨著硏究的深入，有所改動(dòng),也是局部的修IF.但是在眾寺透鏡參數(shù)的定文過(guò)稈中’沒(méi)有桿何一個(gè)參數(shù)，矣像中心偏的定義過(guò)程這樣復(fù)雜，以至于光學(xué)透鏡中心偏成為一個(gè)經(jīng)常被誤解和混懵的透鏡幾何概臥本方試圖通過(guò)梳理透鏡中心偏的定義的歷史發(fā)展過(guò)稈.來(lái)說(shuō)明屮心偏I(xiàn)I口概念定義"然看介紹■下透鏡中心偏的分類’也即中心偏產(chǎn)土的主要原因，以及它與具他幾何關(guān)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系。121中心偏定義在光學(xué)透鏡冷加工或者膠合過(guò)和中"難免造成?些透徐質(zhì)量問(wèn)題+兒何形狀上的不標(biāo)準(zhǔn)直接引入了-個(gè)誤差一一中心偏。對(duì)于中心偏的定義是?牛認(rèn)知的過(guò)和.光學(xué)透銃中心偏的定義過(guò)程’就足對(duì)中心偏不斷認(rèn)識(shí)“不斷發(fā)展、不斷研呢深入的過(guò)程.在上世紀(jì)五六…年代.最早提出透鏡中心偏概念的是德國(guó)國(guó)寡標(biāo)準(zhǔn)（D1N314O）山和前蘇聯(lián)"德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中指出，球面透鏡的光軸和機(jī)械軸的平行偏移量作為透鏡的中心偏O前蘇聯(lián)人也有類罠的走丈。定Z中光牠指允學(xué)免統(tǒng)，包總光學(xué)元件,光學(xué)部件或姐件,名義上的繞其廉轉(zhuǎn)的齪轉(zhuǎn)對(duì)稱的理論軸叫對(duì)珂面光學(xué)透鏡來(lái)說(shuō)，光軸即兩球面的球心的連線。機(jī)械軸就是透鏡安裝位置的対稱軸'這種定義說(shuō)明了光軸的偏移量，卻沒(méi)冇說(shuō)明成像的不共軸性，具冇一定的局限性。但是這種定義方式為以后的中心偏帶了極人方便，它簡(jiǎn)單、快捷、易操作，所以到現(xiàn)在還具有一定的生命力。隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展和透鏡基礎(chǔ)理論研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)中心偏對(duì)成像質(zhì)量有著很人的影晌，也就是存在看像差。但是之前的定義方式無(wú)法與像差理論相結(jié)A,于是從七十年代以后，人們開(kāi)始硏究“球心差”，也叫單球而傾斜誤差d,如圖1-1。但是一言沿用了中心偏的叫法。單表面的傾斜理論為中心偏的像差理論提供r■一個(gè)很好的人前提。關(guān)于中心偏的像差理論將在卜一章進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。里然球心并的概念使得小心偏的理論得到了進(jìn)步和提升，但是這樣的定義也有一定的混亂。平移量和球心角沒(méi)有得到統(tǒng)一。丁是石來(lái)很多教材和丁?冊(cè)上把中心偏這■概念統(tǒng)?成了“光軸偏離機(jī)械軸的程度,包括空間交錯(cuò)或者平行錯(cuò)開(kāi)”。ETuiii圖1-2偏心雖:與僦心角的關(guān)系卜面將根據(jù)國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)叫對(duì)單透鏡中心偏的定義做詳細(xì)的介紹。圖1?2表7耳偏心透澄中光軸與機(jī)械軸的關(guān)系以及偏心＜和偏心角的關(guān)系"其中ET“和ETmin分別表示最大邊厚度和最小邊厚度，廠表示透鏡焦距，"為透鏡材糾折射率。透鏡的邊厚差：ETD^ET^-ET^ (M)所以表面惋斜角為ETD/D?將表面傾斜角轉(zhuǎn)化成以角分為單位的表達(dá)形式.即Z>=3468(Z>=3468(￡TD/￡))(/?-l)(1-2)偏心量d為:122中心偏分類圖1-3圖1-3單透鏡中心偏分類圖1-3a)表示元件存在明顯的厚度差,