透镜生产公司讲解透镜中心偏差的4种测量方法

- 什么是中心偏差？ -

在光学系统中，各透镜曲率中心相对于系统光轴的偏离被称为透镜中心偏差。如图所示，镜筒内部安装了三个单片透镜：第一个透镜的光轴相对于主光轴呈倾斜偏离；第二个透镜则与主光轴完全对齐，因此其偏离值为零；第三个透镜的光轴则表现为平移偏离。 实际上，透镜中心偏差是倾斜和平移两种偏离形式的综合体现。

图1.透镜中心偏差示意图

存在中心偏差的透镜在装配后，如果各球面的中心不落在主光轴上，那么该系统的共轴性就被破坏，这时光学系统就产生了附加像差，从而破坏成像质量。光学系统大多数采用球面对称系统，如某些球面球心偏离了光轴，光学系统会产生一些新像差，如慧差和像散等称之为失对称像差，它不属于光学设计的残余像差，而是由制造工艺引起的。

- 术语及定义 -

透镜中心偏差 centering error of lenses

光学表面定心顶点处的法线对基准轴的偏离量。透镜中心偏差使用光学表面定心顶点处的法线与基准轴的夹角来度量，此夹角称为面倾角。

基准轴 datum axis

用来标注、检验、校正中心偏差，并按定位零件或组件光学表面的特性所选取的轴。

几何轴 geometrical axis

透镜边缘面的旋转轴。

定心顶点 centering vertex

光学表面与基准轴的交点。

球心差 spherical center aberration

被检光学表面球心到基准轴的距离。

偏心差 prejudicial aberration

被检光学零件或组件的几何轴在后节面上的交点与后节点的距离（在数值上等于透镜绕几何轴旋转时焦点像跳动圆半径）。

- 常见的中心偏差测量方法 -

对于中心偏差的测量，目前主要有两种分类方法。一种是根据所用光源的相干性分为准直成像法和干涉测量法；另一种是根据光线传播方式将其分为反射式测量和透射式测量。这两种方法相互交叉，形成目前国内外主要的4种中心偏差测量方法：反射式准直成像测量法、透射式准直成像测量法、反射式干涉测量以及透射式干涉测量。