透镜偏心差是光学仪器制造领域中的一个重要概念,它主要描述的是透镜光轴与几何轴之间的偏离程度。在1981年的论文《关于“透镜偏心差”定义的探讨》中,作者谭仲甫对偏心差的定义进行了深入的分析和探讨,并提出了当时定义存在的问题。
论文指出,根据“光学仪器设计手册”的定义,透镜的中心偏差C是指透镜光轴与几何轴(通常理解为外圆中心轴)不重合的数值。然而,这种定义存在不完善之处。一方面,两个空间直线的偏离程度不能简单地用一个数值来确定;另一方面,光轴是由透镜两表面球心的联线构成,几何轴则由透镜外圆中心轴定义,两者的偏离程度并不容易直接测量。尤其是在加工过程中,要精确确定几何轴的位置相当困难,即便是使用了工厂中常用的白准直显微镜,也只能测出外表面球心的偏移量,而内表面球心的偏移量则需要考虑外表面放大率和偏心的影响,这些因素在不同透镜上表现各异。
论文指出现有定义无法准确反映透镜定心质量的高低。因为即使透镜具有相同的中心偏差C值,在不同焦距、不同材料、不同形状的透镜中引起的光线偏移也是不同的。此外,在某些特殊情况下,例如平凸或平凹透镜,即使球面中心位于几何轴上,如果平面法线与几何轴有一个夹角,那么此时的中心偏差C值就会成为不定值。
论文还提到,透镜有两个表面,现有的定义并没有明确指出C值是指哪一个表面的中心偏移,或者是指两个表面的平均偏移。对于具有三个以上球心的胶合件或光学系统,各球心的联线为一折线,这使得现有定义更加不适用。
在国标GB1324-76中,虽然规定了透镜的外圆中心轴和光轴的偏离程度称为透镜偏心差C,但定义的不明确性导致了工厂在实际操作中容易将偏心差C值与用透射式中心仪测出的透镜焦面上标记像的偏移混淆。这种混淆不仅有时导致对零件加工提出不必要的过高要求,有时又降低了零件的质量。
论文通过具体的例子和计算,对比了透镜中心偏差C与焦面上标记像的偏移A之间的关系,指出A与C的区别有时是很大的。特别是在高精度的加工中,如果错误地将A值当作C值来要求,可能会导致加工困难,甚至无法完成。例如,在40倍显微镜物镜的相衬板中,如果按照设计手册的推荐公差来设定中心偏差C值,某些情况下根本无法达到要求的精度。
因此,论文认为有必要对透镜偏心差作出更明确的定义,并相应地规定公差值。需要考虑不同类型的透镜在不同应用场合下,中心偏差对光学系统成像质量的影响,制定出既严格又合理的标准,避免在生产中出现不必要的误解和加工困难。
2024-09-20 17:35:59
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