透镜中心偏定义及其分类

透镜中心偏定义及其分类在光学理论中+光学元件的共轴性是k多数光学理论的前拟和依据°但是中于实际的透镜生产工艺和生产条件的跟制*在透镜加工、胶狀或磨边过程屮，会产生煌的质量缺陷，从而破坏了共轴条件.产生中心偏.中心偏不仅砸坏了理想光学的理论基础*造成光学兼统成像质呈的卜降’而且在一定程度上影响了透镜测量设备对其他光学参数的测量°因此.研兗中心偏的相关理论’井制定合理快捷的测量万袪，対透镜生产和检测具有重要的意木课题来源于哈尔滨工业大学琛圳研究生院实验室项目，目的在于研究透镜中心偏的产生原因与相关理论，和其测量方法，设计芥制造一台光学透纜测量平台来检测透镜中心偏的丈小+并兼顾有效焦距.后截距和曲率半径等透詭塞数的测量，使Z成为一台光学透镜多参数通用测量平台。A2论是透镜参毅，还是苴他倾域的概念，一个貳炖恰9此定义是进…歩硏究其属性性质和制走测量方法的基础。一般事物或者概念的定义*都是在研宪本事物或概念之初就被酢定了’即使后期随着硏究的深入，有所改动,也是局部的修IF.但是在众寺透镜参数的定文过稈中’没有杆何一个参数，矣像中心偏的定义过程这样复杂，以至于光学透镜中心偏成为一个经常被误解和混懵的透镜几何概臥本方试图通过梳理透镜中心偏的定义的历史发展过稈.来说明屮心偏II口概念定义"然看介绍■下透镜中心偏的分类’也即中心偏产土的主要原因，以及它与具他几何关系的转换关系。121中心偏定义在光学透镜冷加工或者胶合过和中"难免造成•些透徐质量问题+儿何形狀上的不标准直接引入了-个误差一一中心偏。对于中心偏的定义是•牛认知的过和.光学透铳中心偏的定义过程’就足对中心偏不斷认识“不斷发展、不断研呢深入的过程.在上世紀五六…年代.最早提出透镜中心偏概念的是德国国寡标准（D1N314O）山和前苏联"德国标准中指出，球面透镜的光轴和机械轴的平行偏移量作为透镜的中心偏O前苏联人也有类罠的走丈。定Z中光牠指允学免统，包总光学元件,光学部件或姐件,名义上的绕其廉转的龊转对称的理论轴叫对珂面光学透镜來说，光轴即两球面的球心的连线。机械軸就是透镜安装位置的対称轴'这种定义说明了光轴的偏移量，却没冇说明成像的不共轴性，具冇一定的局限性。但是这种定义方式为以后的中心偏带了极人方便，它简单、快捷、易操作，所以到现在还具有一定的生命力。随着光学技术的发展和透镜基础理论研究的深入，人们发现中心偏对成像质量有着很人的影晌，也就是存在看像差。但是之前的定义方式无法与像差理论相结A,于是从七十年代以后，人们开始硏究“球心差”，也叫单球而倾斜误差d,如图1-1。但是一言沿用了中心偏的叫法。单表面的倾斜理论为中心偏的像差理论提供r■一个很好的人前提。关于中心偏的像差理论将在卜一章进一步详细说明。里然球心并的概念使得小心偏的理论得到了进步和提升，但是这样的定义也有一定的混乱。平移量和球心角没有得到统一。丁是石来很多教材和丁•册上把中心偏这■概念统•成了“光轴偏离机械轴的程度,包括空间交错或者平行错开”。ETuiii图1-2偏心虽:与僦心角的关系卜面将根据国际ISO标准叫对单透镜中心偏的定义做详细的介绍。图1・2表7耳偏心透澄中光轴与机械轴的关系以及偏心＜和偏心角的关系"其中ET“和ETmin分别表示最大边厚度和最小边厚度，厂表示透镜焦距，"为透镜材糾折射率。透镜的边厚差：ETD^ET^-ET^ (M)所以表面惋斜角为ETD/D・將表面倾斜角转化成以角分为单位的表达形式.即Z>=3468(Z>=3468(£TD/£))(/?-l)(1-2)偏心量d为:122中心偏分类图1-3图1-3单透鏡中心偏分类图1-3a)表示元件存在明显的厚度差,