关于“透镜偏心差”定义的探讨 (1981年)

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。