分析报告-非球面光学镜头
非 球 面 光 学 镜 头
项 目 建 议 书
昆明禹诚投资管理咨询有限公司编制
Kunming Yunnan China
昆明钱局街186号兴云大厦606室 邮编:650031 电话:(0871)5339860
非球面光学镜头
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Kunming Yunnan China
目 录
第1章 总论
1. 项目提出的必要性和依据
2. 主要经济技术指标
第2章 产品市场现状及初步预测
第3章 资源情况及原材料供应状况
3.1 资源情况
3.2 原材料供应状况
第4章 项目主要技术内容
4.1 技术指标及技术来源
4.2 技术负责单位和主要技术负责人简介
第5章 项目实施方案
5.1 项目选址及拟建规模
5.2 产品工艺方案
5.3 项目承担单位和项目负责人简介
第6章 项目投资估算及资金筹措
第7章 项目社会经济效益分析
7.1 项目经济效益分析
7.2 项目社会效益及生态效益分析
第8章 项目实施进度
第1章 总 论
1. 1 项目提出的必要性和依据
随着光学和电子技术的发展，光电技术不仅广泛地应用于国民经济、科学技术和日常生活的各个领域，而且光学零件也由大而分散的零件发展成为小的集成元件。在这个发展过程中非球面光学零件起着很重要的作用。所谓非球面光学零件简单地说就是光学零件的面形是一个高次曲面，其数学方程是一个高次方程。非球面光学零件不仅可以校正球差、慧差、畸变、像散等像差，使光学系统的像质提高，从而增大观察或瞄准的视场和作用距离，而且使用少量的非球面光学零件就能显著地减少整个系统的零件数量，缩小系统的尺寸，从而节省大量的材料和劳动工作量，在降低成本的同时还减少光能损失，提高成像的清晰度。非球面技术是近几年少数几个发达国家首先发展起来的高科技应用技术。
自从有光学仪器以来，其光学系统的透镜都是采用玻璃球面透镜，据不完全统计，目前仅在中国的光学仪器制造行业中，透镜每年的生产量有2亿件左右。早在17世纪，科学家就认识到在光学系统中采用非球面光学零件的优点，但长期以来一直未能推广应用，这主要是非球面光学零件的制造和检测要比球面光学零件困难得多。过去，非球面光学零件主要靠技术熟练的工人用手工进行修抛，生产率很低，成本很高，重复精度不能保证。随着科学技术的发展，特别是精密加工和计算机技术的发展，在70年代在非球面光学零件的加工方法上有了突破。加工效率、精度和成本等方面取得了许多令人满意的研究成果。目前国外非球面光学零件的制造技术主要有计算机数控精磨抛光技术，计算机数控单点金刚石车削技术，光学玻璃透镜精密模压成型技术，光学塑料注射成型技术等。目前国外的各种非球面加工工艺已经处于比较成熟的阶段。从大到几米直径小到几毫米直径、从单件到大批量、从高精度到一般精度都能加工。可以根据产品的规格和批量的要求选用不同的非球面加工工艺，经济合理地加工出非球面光学零件。
在近代，光机电结合是推动社会发展的一门新兴技术。光学系统从单一性能、大体积、高成本及复杂的加工工艺向高性能、小体积、低成本及大批量规模化转化。在这个转化中很重要的一个技术就是采用非球面光学系统替代传统的球面光学系统，在这方面比较有代表性的有计算机光盘读出头、VCD、DVD等光电产品中的光学系统，还有照相机、摄影机的光学系统。由于采用了非球面透镜，才使得这些光电仪器实现了小型化、低成本，才能进入千家万户。九十年代初非球面技术在发达国家得到了飞速的发展。
我国的非球面加工技术基本处于空白，这使我国在光机电产品的档次、性能、体积、重量、成本等方面都无法与国外产品竞争。因此，非球面光学零件的制造产业化是关系到提高我国光机电产品的档次、质量，是关系到缩小与发达国家在光电高新技术应用方面的差距的大事。
目前我国已经在大量上光机电的产品，如大屏幕投影电视机、VCD 和DVD播放机、各类照相机等。国家经贸委等有关部门要求云南光学仪器厂尽快制造出非球面的光学透镜，建立起我国自己的非球面产业。
第2章 产品市场现状和初步预测
非球面光学零件在民用光电仪器中应用十分广泛，其中的投影镜头及各种照相机镜头、DVD光学头的市场需求将越来越大。下面仅对大屏幕投影电视非球面投影镜头、DVD光学头、照相机镜头的市场需求进行简要分析：
2．1 大屏幕投影电视非球面投影镜头
随着市场需求的不断发展，人民生活水平的不断提高，以及工业技术的不断进步，大屏幕、高亮度、高清晰度的彩色电视机需求量越来越大，己经成为当前电视机产业发展的主流。传统的显象管式直视电视机受体积和质量的限制，而且制造技术难度大，生产成本高，难以将屏幕大型化，为此，一些先进国家都在寻求新的技术路线，竞相开发投影电视。
大屏幕投影电视属于“九五”期间国家重点科技攻关项目，也是九七年国务院批准的当前国家重点鼓励发展的产业、产品。目前电子工业部开发的投影电视机采用了我国自行生产的宝石屏摄像管，可大大提高显像屏的耐压能力和成像质量。电子工业部对这一新技术产品规划在2000年力求达到100万台的生产能力，规划在咸阳和北京各建年产50万台能力的生产线。
大屏幕投影电视机主要是由显视器件、非球面光学镜头和其它辅助元件组合而成，其中非球面光学镜头是关键部件之一，它要求为广视角、大口径、短焦距的玻璃塑料混合式非球面结构，以达到减少镜片数量，缩小体积，减轻重量和提高成像质量。从预测可以看出，大屏幕投影电视非球面镜头在本世纪末全国最低需求量是100万套。因此，与大屏幕投影电视相配套的非球面光学镜头产业化生产具有良好的社会效益，以及广阔的市场前景。云南光学仪器厂是非球面光学镜头的重点配套厂家，并且在科研阶段工厂就参与样机开发，并提供了合格的样品。
2．2 DVD光学物镜
一九九七年世界DVD市场启动，据日本电子工业会（EIAJ）统计，一九九七年全世界DVD Video player销量达79.6万台，可以说世界DVD
市场“开门大吉”已成定局，一九九八年世界DVD又是突飞猛进的一年，索尼公司曾预测2002年DVD�Video player全世界销量1153万台，世界DVD市场己进入快速增长期。
一九九六年初曾经存在的阻碍DVD市场启动的世界市场影响、整机价格、软件供应，区域划分问题这“四大因素”至今都已得到根本改善，DVD开始受到消费者青睐。城市居住条件的改善，促进了对大屏幕彩电的需求，同时也促进了影碟机的升级换代，以接近录像机的价格，购买清晰度高得多的DVD，这对城市年青的消费者特别有吸引力。
我国家电市场的特点是消费层次起点低、跨度大，DVD播放机的发展丰富了我国影碟机市场，目前VCD碟片市场品种丰富、价廉物美，特别适应中、低档消费群体，这决定了VCD产品还会有较长的生命周期，因此，VCD与DVD还将有若干年的共存期。在今后4至5年内DVD逐步进入城市，VCD向农村市场过渡。
目前，制约国内DVD市场发展的主要因素仍是节目盘片的供应问题，据悉，国家己批准引进八条DVD光碟生产线。其中一条母盘生产线，并将于一九九九年上半年投产，下半年供应市场。这将有力推动DVD播放机整机市场的启动，预计一九九九年DVD Video player 市场销量100万台至150万台，2000年市场销量300万台至350万台，届时我国的DVD播放机市场进入快速增长期。同时，与DVD共存的VCD播放机预计一九九九年市场销量为1350万台，二000年市场销量为1200万台。因此，作为VCD和DVD关键部件的光学头国内需求量预计一九九九年共计将达到1500万只,2000年需求量共计将达到1550万只。不仅如此，惠州一家组装计算机CD�ROM光学头的公司，要求云南光学仪器厂与其配套生产的月产量就达200万只。即便每只光学头只有一件非球面光学物镜，按以上论述的数据可以推算出到2000年，仅国内DVD（含VCD）组装厂家每年对非球面光学物镜的需求量至少在1550万件以上。如果加上其它光学头上的用量，则国内每年对非球面光学物镜的需求量将达到几千万件。因此，CD、VCD、DVD光学头非球面物镜在国内市场的需求量很大。为实现DVD产业化生产，国家已成立了DVD产业化推进委员会，云南光学仪器厂是该委员会中唯一的光学厂家。
3．3 照相机变焦镜头
随着人们经济生活的改善，带变焦镜头的照相机的市场需求量与日俱增。目前，国内年产各种照相机300万架，大部分厂家只能生产定焦照相机，变焦照相机年产量则只有几十万架，而此种照相机的需求量则在200万架以上。另外，照相机变焦镜头也随着照相机的发展，其需求量也在不断增大，现在市场需求量最大的是f28～80mm的变焦镜头。因此，若国内照相机光学系统采用非球面零件，则每年仅此项对非球面透
镜的需求量将达到数百万件。
除上述以外，非球面光学零件还大量应用于其它民用光学仪器中，如已在天文望远镜、摄影镜头、照相机取景器、电影放映镜头、眼科及其它医疗仪器、CCD摄像镜头、复印机光学系统等领域中得到广泛的应用。非球面光学零件已经逐步取代传统的球面光学零件，其市场需求量将十分巨大。
第3章 资源情况及原材料供应状况
3．1 资源情况
3．1．1 人力资源情况
作为该项目技术负责单位的云南光学仪器厂，现有职工6732人，其中工程技术人员和技术管理人员1433（研究员高工9人，高级工程师148人，中级职称658人），各种生产设备设施4100台，固定资产2.8亿元，是国内光学行业中规模最大、技术全面、水平较高的光机电综合性企业，尤其是在光学零部件的制造中，有着丰富的生产经验，有一批专门从事科研、生产技术管理人员。具有生产军、民品用光学棱镜、透镜元件2500万件的能力。
3．1．2云南光学仪器厂生产非球面透镜的有利条件
A、有一台用于直接加工玻璃和晶体材料的球面和非球面光学透镜的单点金刚石车床（微表面发生器）车削后的面形精度可达0.01～
0.0025um，也可加工用于各种镜头的球面和非球面塑料透镜的高精度注塑和模压模具，还可以直接用于光学对样板的加工，这是制造非球面光学体的关键，加快各种光学仪器新产品样机的开发研制速度。通过该设备就能将一些高新技术转换成生产力，该机床不仅可以加工较软的铝、铜、塑料，还能加工较硬的晶体、光学玻璃和黑色金属。机床程序分辨率为10纳米(0.01μｍ)，反馈分辨率为2.5纳米(0.0025μｍ)；现已完成投影镜头非球面透镜的车削。它是目前国内唯一的最先进的用于生产光学零部件和光学专用模具的设备。
B、工厂对非球面光学系统的设计研究已有多年，有先进的计算机设计软件和较丰富的经验，并已进行了多个产品非球面光学系统的设计，基本掌握了非球面光学系统设计的要求和方法,在模具制造方面,工厂先后引进了模具加工中心、线切割机、电火花成型机、高精度数控机床和三坐标测量机等国际先进设备，和美国先进的UG CAD/CAM软件，具有较强的精密模具设计与制造的能力。
C、在“八五”期间，工厂与某大学进行了注塑法生产塑料非球面透镜的课题研究，基本掌握了塑料球面透镜的注塑生产工艺技术和模具设计制造技术，为塑料非球面透镜的注塑生产积累了一定的经验，培养
了一批工程技术人员；
D、工厂已基本掌握了塑料透镜表面冷镀工艺技术。只要在工厂现有的真空镀膜机上增加等离子源和进行专门的技术攻关即可完成DVD物镜的表面镀膜；
E．工厂计量部门和理化分析部门，为国防二级计量、理化单位，技术力量雄厚，设备仪器先进，能满足非球面物镜测试计量要求和非球面物镜加工所需辅料的国产化研究。工厂在引进Nanoform300型机床的同时，配套引进了高精度Talysorf面型检测仪，它可完成小批量非球面透镜的面型检测。
3. 2 原材料供应状况
该项目所涉及到的原材料有：光学塑料、工程塑料等。主要供应厂家：光学塑料国内有生产供应厂家，对新型特殊高聚合材料适当从国外进口。光学塑料牌号：PMMA，PC，PS，NAS（聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯一丙烯酸脂共聚物）。原材料消耗：以年产大屏幕投影电视非球面投影镜头2万套、年产DVD播放机光学头非球面物镜300万片所需原材料计算。
光学塑料：35～50吨／年；
工程塑料：30吨／年。
第4章 项目主要技术内容
4. 1 技术指标及技术来源
4．1．1 技术指标
塑料光学非球面光学元件成型技术在国内尚属技术空白，该项目的实施可使塑料非球面光学元件达到下列技术指标：
重复性误差： 0.5% 焦 距： ±1%
曲率半径： ±1% 厚 度： ±0.05mm
直 径： ±0.05 偏 心 差： ±2′
光 圈： 5 局部光圈： 2
表面疵病： Ⅳ�Ⅴ
4．1．2 技术来源、水平、成熟程度
引进国外先进设备和相关技术，实现塑料非球面光学元件的产业化生产。
本项目将对以下课题进行进一步的重点攻关，并形成系统的技术文件和工艺规程：
1. 非球面物镜光学系统的设计方法。
2. 非球面注射成型模具、模芯的设计及制造工艺。
3. 注射成型工艺。
4. 冷镀膜层工艺。
技术路线如下：
由于非球面光学零件对技术要求中的面形精度要求很高、零件表面粗糙度也要达到镜面要求，因此，要实现非球面透镜的注塑成型要用专用高精度塑料透镜成型机。此类设备目前在国内无任何生产厂家在生产，属于国内空白，必须引进此类先进的设备。
主要设备明细表
4. 2 技术负责单位及主要技术负责人简介
项目技术负责单位为云南光学仪器厂。
技术负责人：张有彩，男，53岁，毕业于成都电讯工程学院，毕业后分配到云南光学仪器厂光电车间，任电器技术员，1978年至1994年历
任厂工艺技术处技术员、工程师、高级工程师、副处长，94年至今任云南光学仪器厂副总工程师。
第5章 项目实施方案
5. 1 项目选址及拟建规模
本项目实施地址位于昆明高新技术产业开发区海源中路电子标准厂房，环境优美，地理位置优越，交通方便，设施配套齐全，本项目拟建规模为：年产大屏幕投影电视非球面投影镜头2万套；年产DVD播放机光学头非球面物镜300万片。
5. 2 产品工艺方案的初步设想
光学塑料零件采用注射成型工艺，是采用注塑机一次注射成型然后进行除静电和真空镀膜。光学塑料非球面光学零件采用注塑成型的方法，由于非球面光学零件要求具有纳米级的面形精度，不仅要求模具的型芯有极高的镜面质量，而且有极高的面形精度。在一模多腔时，还要达到全部零件有很高的一致性。此外，在成型过程中，料筒温度、模具温度、注射压力等工艺因素对光学塑料零件质量都有极大的影响，为此，本项目拟从国外引进光学塑料非球面成型专用设备和部分相关成型技术。
5. 3 项目承担单位和项目负责人简介
5．3．1 项目承担单位
本项目由云南光学仪器厂与昆明高新技术产业开发区开发建设总公司合作，组建成立云南高新旭日光学技术有限公司负责实施，公司注册及生产地点在昆明高新技术产业开发区海源中路电子标准厂房，这里有优越的地理位置，交通方便，设施配套齐全，并有各项优惠政策的扶持，生产、生活环境较好，有利于该项目的顺利实施。
5．3．2 项目负责人简介
何明，男，42岁，云南光学仪器厂党委委员，毕业于武汉测绘学院，毕业分配到云南光学仪器厂设计研究所，从事光学设计工作；1988年到日本学习镜头工艺技术；1991年任昆明光达公司总经理；1998年作云南光学仪器厂总工程师。
第六章 项目投资估算及资金筹措
6. 1 投资估算
6．1．1新增固定资产投资总额的估算依据如下：
A.建筑工程费：根据当地现行建筑工程造价水平估算。
B.设备购置费
a.设备原价：国内设备根据生产厂家报价确定，进口设备按外商报
价确定，外汇汇率按：1美元=8.3元人民币计算。
b.设备运杂费：根据1995年《机械工业工程建设项目概算编制办法及各项概算指标》有关国内设备及进口设备运杂费的费率规定计算。
C.安装工程费：参照机械工业部（1995）1014号文件有关规定。
D．其他费用按照有关规定及实际情况确定。
E、固定资产投资方向调节税：由于本项目只是厂房内部部分改造，因而固定资产投资方向调节税税率为零。
G、建设期利息：依据国家金融部门规定计算。
6．1．2固定资产投资总额
本项目新增固定资产投资总额为2000万元（含外汇159万美元）。构成如下：
A. 固定资产投资
a.工程费用
（一）建筑工程费102万元。
（二）设备购置费1450万元（其中国内设备130万元）。
（三）安装工程费60万元。
（四）工位器具费90万元。
b.其他费用124万元。
c.预备费90万元。
B.建设期利息84万元。
6．1．3流动资金总额 本项目所需流动资金900万元。
6．2资金筹措
6．2．1新增固定资产投资筹措 本项目所需新增固定资产投资总额2000万元，拟申请银行专项贷款1000万元，申请科技开发拨款600万元，其余部分由企业自筹解决。
6．2．2 新增流动资金筹措
本项目需流动资金900万元，其中拟申请贷款600万元，其余由企业自筹解决。
第七章 项目社会经济效益分析
7. 1 项目经济效益分析
7．1．1 项目经济分析的依据及参数确定
A、本项目经济分析部分主要依据国家计委颁发的《建设项目经济评价方法与参数》（第二版）进行论证编制的。
B、参数确定：项目寿命期为15年 基准内部收益率为14% 基准投资回收期为9年 平均投资利润率为12% 平均投资利税率为15%
7．1．2 成本确定
1、 外购材料费：按工艺提供的消耗定额和现行市场价格测算。
2、 外购燃料及动力费：根据工艺提供的消耗定额及当地燃动力价格测算。
3、 折旧及摊销：按房屋、设备分类计算折旧，递延资产摊销年限按5年计算。
4、 工资及福利费：工资按人年均10000元计算，职工福利基金为工资总额的14%计算。
5、 修理费：按固定资产原值的2.2%计算。
6、 财务费用：根据流动资金贷款利息及生产期固定资产投资贷款利息测算。
7、 其他费用：根据工厂现状予以估算。
本项目达纲年总成本为2838万元。
7．1．3 销售收入销售税金
1、 销售收入： 达纲年销售额为5400万元。
2、 销售税金及附加： 本产品缴纳增值税税率为17%，另外计征7%的城市建设维护税及3%的教育费附加，达纲年销售税金及附加为594万元。
7．1．4 利润指标
1. 利润总额 ： 本项目达纲利税总额为1968万元。按33% 计提
所得税, 税后利润总额为1318.6万元。
2. 利润指标 ： 全部投资利润率为45.47%全部投资利税率67.86%
7．1．5财务盈利能力分析
1、 财务现金流量分析： 税前财务内部收益率为46.9%，财务净现值7512万元，投资回收期为3.42年。
2、 借款偿还能力分析： 本项目借款偿还期为1.5年（从建设期起计算），偿还借款本金来源于折旧、摊销和利润。
3、投资回收期 ： 本项目借款偿还期为3.42年（所得税前）。
4、 不确定性分析
（1）盈亏平衡分析 以生产能力利用率来表示的盈亏平衡点（BEP）计算公式如下：
达纲年总固定成本
BEP = ×100% 达纲年总－达纲年总－达纲年总
销售收入 变动成本 销售税金
=31.09%
计算结果表明本项目的生产能力利用率达39.6%时，就能达到盈亏平衡，即为盈亏平衡点。
（2）敏感性分析 由于产品的售价、生产负荷及固定资产投资等因素发生变化时，影响项目的经济效益。因此需要进行敏感性分析。详见下表：
结果表明：售价、负荷、投资三方面因素在±20%范围内变动时，税前内部收益率均高于14%的基准内部收益率，可见本项目有一定的抗风险能力。但是售价影响最大。
7．1．6 财务评价 由以上的财务盈利能力，现金流量分析，借款偿还能力分析，财务平衡分析、不确定分析的结果来看，本项目在经济上是可行的。
7． 2 项目社会效益及生态效益分析
本项目是填补国内空白，实现非球面光学零件国产化的高新技术项目，市场前景好，经济效益显著，同时具有良好的社会效益。本项目无“三废”排放，对环境无任何影响，工艺技术方案先进合理、并对国内光电行业的发展具有深远的作用。
第八章 项目实施进度
项目一期主要是配备基本规模化生产设备，实施产业化；第二期在第一期实施完毕取得效益后，根据市场需求及新产品开发进展而定。表8—1 项目一期实施进度表
非球面光学元件检测方法
非球面光学元件检测方法 学院：光电学院 学号： 2520120037 姓名：张宇碟 2012 年11 月 摘要：随着当今社会生活要求的提高，非球面在越来越广泛的领域所运用，因
此非球面的质量迫切需要提高，非球面的检测技术成为研究的热点。该文阐述了光学投影式、郎奇检验法、曲面CGH全息图检测法和双波带板产生径向剪切干涉法四中比较热门的非球面检测法，介绍了上述几种方法的原理、光学系统和数据处理方式，并且归纳了检测技术总体的发展趋势。 关键词:非球面；检测方法；郎奇光栅；波带板；剪切干涉 1 绪论 1.1 非球面的定义以及检测方法的分类 1.1.1 引言
人们在几百年前就认识到非球面光学元件在光学应用上相对于球面光学元件有很多优势。但是由于受到加工水平和加工工艺的限制，一直以来非球面光学元件没有得到真正的广泛应用。直到上世纪七十年代，非球面镜片才开始不断的被应用到实际生产中。由于实际生产的需要，人们不断的尝试加工出更精确的非球面光学元件，因此非球面光学技术得到发展。八十年代后，由于计算机的应用和激光干涉技术的发展，非球面技术得到了蓬勃的发展。 非球面光学元件的面形质量直接影响其成像质量，是其广泛应用的最关键的技术之一，面形质量就是指加工制成的表面形状和理论形状的符合程度。对光学表面来说，表面的实际形状相对于理论形状允许一定的偏差。一般用光的波长的几分之几来表示。光学元件的面形检测就是指找到实际面形相对于理论形状的偏差。找到这个偏差就是检验的基本目的。 1.1.2 非球面的定义： 非球面是相对于球面定义的，球面是由一个参数，即球面半径来决定它的面形，而非球面可以拥有多个参数，参数之间没有一定的关系可循，可以是连续变化的。按照有无回转轴可以将非球面划分为两大类：有回转轴的包括抛物面、椭圆面等；没有回转轴的包括离轴抛物面等[1]。 面上每一点的曲率半径都相同的面为球面。而面上每一点的曲率半径随着曲面的位置而改变的面就是非球面。非球面分为凸非球面和凹非球面两大类，包括双曲面、抛物面、椭圆面等等。非球面也可以理解为除了球面以外的曲面。 表示非球面的常用公式： () +++++-+?= 8866442 221X A X A X A X k L L X shape Z （1） 式中：X 表示距非球面对称轴的水平距离，L 表示顶点曲率半径，k 表示二次曲 线常数，4A 、 6A 、表示非球面修正系数，?? ?-+，凸面 ，凹面 11shape ，Z 表示非球面的旋转对称轴上的对应值。若式中的2X 换成22Y X +则表示相应的旋转曲面。 当非球面修正系数4A 、 6A 都为零时，上式可以写成二次圆锥曲线方程： ()2 2 21X k L L X shape Z +-+?= （2） 当L 值相同时，k 变化与形状的关系： 0>Z 凹面 0 实验一：单镜头设计(Singlet) 实验目的： 1、学习如何启用Zemax 2、学习如何输入波长（wavelength）、镜头数据（lens data） 3、学习如何察看系统性能（optical performance），如ray fan，OPD，点列图（spot diagrams）， MTF等。 4、学习如何定义thickness solve以及变量（variables） 5、学习如何进行优化设计（optimization） 实验仪器：微机、zemax光学设计软件 实验步骤： 1、设计一个孔径为F/4的单镜头，物在光轴上，其焦距（focal length）为100mm，波长为可见光， 用BK7玻璃为材料。 2、首先运行ZEMAX，将出现ZEMAX的主页，然后点击lens data editor(LDE)。什么是LDE呢？它是你要 的工作场所，在LDE的扩展页上，可以输入选用的玻璃，镜片的radius，thickness，大小，位置等。 3、然后输入波长，在主菜单的system下，点击wavelengths，弹出波长数据对话框wavelength data，键入你 要的波长，在第一行输入0.486，它是以microns为单位，此为氢原子的F-line光谱。在第二、三行键入 0.587及0.656，然后在primary wavelength上点在0.587的位置，primary wavelength主要是用来计算光学 系统在近轴光学近似(paraxial optics，即first-order optics)下的几个主要参数，如focal length，magnification，pupil sizes等。 4、确定透镜的孔径大小。既然指定要F/4的透镜，所谓的F/#是什么呢？F/#就是光由无限远入射所形成的 effective focal length F跟paraxial entrance pupil的直径的比值。所以现在我们需要的aperture就是100/4=25(mm)。于是从system menu上选general data，aperture type里选择entrance pupil，在apervalue 上键入25，然后点击ok。 5、回到LDE，可以看到3个不同的surface，依序为OBJ，STO及IMA。OBJ就是发光物，即光源，STO 即孔径光阑aperture stop的意思，STO不一定就是光照过来所遇到的第一个透镜，你在设计一组光学系统时，STO可选在任一透镜上，通常第一面镜就是STO，若不是如此，则可在STO这一栏上按鼠标，可前后加入你要的镜片，于是STO就不是落在第一个透镜上了。而IMA就是imagine plane，即成像平面。回到我们的singlet，我们需要4个面(surface)，于是点击IMA栏，选取insert，就在STO后面再插入一个镜片，编号为2，通常OBJ为0，STO为1，而IMA为3。 6、输入镜片的材质为BK7。在STO行中的glass栏上，直接键入BK7即可。 7、孔径的大小为25mm，则第一镜面合理的thickness为4，在STO行中的thickness栏上直接键入4。Zemax 的默认单位是mm 8、确定第1及第2镜面的曲率半径，在此分别选为100及-100，凡是圆心在镜面之右边为正值，反之为负 值。再令第2面镜的thickness为100。 9、现在数据已大致输入完毕。如何检验你的设计是否达到要求呢？选analysis中的fans，然后选择其中的 Ray Aberration，将会出现如图1-1所示的TRANSVERSE RAY FAN PLOT。 明月光学：非球面镜片与球面镜片的区别 大多人对镜片可能都有所了解，镜片分为球面镜片和非球面镜片。那么什么是非球面镜片，球面镜片和非球面镜片又有什么区别呢?。 非球面镜片它的表面弧度与普通球面镜片不同，为了追求镜片薄度就需要改变镜片的曲面，以往采用球面设计，使的像差和变形增大，结果出现明显的影像不清，视界歪曲、视野狭小等不良现象。现在非球面的设计，修正了影像，解决视界歪曲等问题，同时，使镜片更轻、更薄、更平。而且，仍然保持优异的抗冲击性能，使配戴者安全使用。 眼镜片球面和非球面的区别一副适合个人的眼镜片是好的镜片，而在配镜中，有人配非球面的，也有人配球面的镜片，都说适合自己，那么，眼镜片球面和非球面的区别是怎样的呢? 从镜片的外观相比较的话，一般非球面的镜片更为美观，这是因为非球面的镜片，在相同的材质和度数下，非球面的比球面的镜片要更平，更薄，因而一般度数偏高的人多数是配戴非球面镜片的，这种非球面镜片佩戴后感觉很舒适。 一般传统的非球面镜片周边看事物的话，出现扭曲的现象，而非球面设计的话，将镜片的边缘相差减少到最小。非球面镜片的表面弧度是非球面设计的，看事物更自然，事物变形小，看事物也更加逼真。 对于轻度近视患者而言，佩戴球面镜片和非球面镜片都差不多，可以选择球面镜片。但如果是超过-2.00DS的人以及有散光的人，选择非球面镜片会比较好，可以很好的减少事物变形，佩戴也很舒适。 球面镜片的度数越高的话，外观看起来也越差，球面镜片不能消除相差。而非球面镜片外观美观，减少了镜片的相差，可以获得更加清晰的视野。并且镜片镀膜后，非球面的镜片拥有更完美的视觉表现，视野更清晰，更舒适。 明月光学的负责人谢先生始终强调，不可忽视镜片。在做镜片、办企业的几十年从业过程中，谢先生始终将质量放于第一位，在明月镜片的理念中，依次排序为质量、需求、创新。拿谢先生的话说，质量无论如何都是第一位的，无论是再高科技的东西，质量不行，产品就是废品，反而因为技术含量越高，因为质量问题导致消费者的伤害与反感也越大。明月镜片在生产品过程中的工序到产品流水线的检测都必须严谨，任何苛刻在产品质量上，都不是一个贬义词。 而需求，则在做产品的过程中，都要从消费者角度出考虑。从现实的生活情况出发，明月镜片在非球面镜片的研发中，从来不满足于消除像差这一变革，而是充分去考虑消费者在实际生活中遇到的更多问题，例如辐射，防蓝光，镜片强度等问题。试想一个户外工作者，一个运动爱好者，固然非球面镜片是好的，但是他可能更需要一副镜片——不易碎，更安全。所以只有当满足了消费者这2个需求，例如像超韧，那么消费者才会认同你。 非球面镜片是什么？明月镜片的理解是，是解决了一个消费者都有的问题：影像不清，视界歪曲、视野狭小；还要解决不同消费者不同问题：结合消费者的不同属性、要求的镜片。 光学基础知识：球面像差与非球面镜片 作者：色影无忌小西整理 球面像差(spherical aberration)是由于透镜表面是球面而引起的。由光轴上同一物点发出的光线，通过镜头后，在像场空间上不同的点会聚，从而发生了结像位置的移动。 对于全部采用球面镜片的镜头而言，这是一种无可避免的像差。它的产生是由于离轴距离不同的光线在镜片表面形成的入射角不同而造成的。 当平行的光线由镜面的边缘(远轴光线)通过时，它的焦点位置比较靠近镜片；而由镜片的中央通过的光线(近轴光线)，它的焦点位置则比较远离镜片(这种沿着光轴的焦点错间开的量，称为纵向球面像差)。 由于这种像差的缘故，就会在通过镜头中心部分的近轴光线所结成的影像周围，形成由通过镜头边缘部分的光线所产生的光斑(Halo，光晕)，使人感到所形成的影象变成模糊不清，画面整体好象蒙上一层纱似的，变成缺少鲜锐度的灰蒙蒙的影像。这个光斑的半径称为横向球面像差。 球面像差在镜头光圈全开或者接近全开的时候表现最为明显，口径愈大的镜头，这种倾向愈明显。 在镜头使用上，通过缩小光圈可适当消除球面像差。 但是需要注意的是：如果像差过大，通过缩小光圈消除像差，可能会引起聚焦平面(就是焦点)的移动。 对于球面镜片的球面像差进行矫正，是件非常困难的事情。通常是以某一个入射距(从光轴起算的距离)的光线为基准，然后使用凸、凹两枚镜片加以适当的组合来完成。但是，只要使用球面镜片，某种程度的球面像差就无法获得很大的改善。 要想彻底消除大口径镜头全开状态的球面像差，除了采用非球面镜片(Aspherical Lens)之外，别无他法。 非球面镜片的作用就是通过修改镜片表面的曲率，让近轴光线与远轴光线所形成的焦点位置重合。 目前主要有三种制造非球面镜片的方法： 非球面光学零件超精密加工技术 1．概述 1.1 非球面光学零件的作用 非球面光学零件是一种非常重要的光学零件，常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可相比的良好的成像质量，在光学系统中能够很好的矫正多种像差，改善成像质量，进步系统鉴别能力，它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件，从而简化仪器结构，降低本钱并有效的减轻仪器重量。 非球面光学零件在军用和民用光电产品上的应用也很广泛，如在摄影镜头和取景器、电视摄像管、变焦镜头、电影放影镜头、卫星红外看远镜、录像机镜头、录像和录音光盘读出头、条形码读出头、光纤通讯的光纤接头、医疗仪器等中。 1.2 国外非球面零件的超精密加工技术的现状 80年代以来，出现了很多种新的非球面超精密加工技术，主要有：计算机数控单点金刚石车削技术、计算机数控磨削技术、计算机数控离子束成形技术、计算机数控超精密抛光技术和非球面复印技术等，这些加工方法，基本上解决了各种非球面镜加工中所存在的题目。前四种方法运用了数控技术，均具有加工精度较高，效率高等特点，适于批量生产。 进行非球面零件加工时，要考虑所加工零件的材料、外形、精度和口径等因素，对于铜、铝等软质材料，可以用单点金刚石切削(SPDT)的方法进行超精加工，对于玻璃或塑料等，当前主要采用先超精密加工其模具，而后再用成形法生产非球面零件，对于其它一些高硬度的脆性材料，目前主要是通过超精密磨削和超精密研磨、抛光等方法进行加工的，另外．还有非球面零件的特种加工技术如离子束抛光等。 国外很多公司己将超精密车削、磨削、研磨以及抛光加工集成为一体，并且研制出超精密复合加工系统，如Rank Pneumo公司生产的Nanoform300、Nanoform250、CUPE研制的Nanocentre、日本的AHN60―3D、ULP一100A(H)都具有复合加工功能，这样可以便非球面零件的加工更加灵活。 1.3 我国非球面零件超精密加工技术的现状 我国从80年代初才开始超精密加工技术的研究，比国外整整落后了20年。近年来，该项工作开展较好的单位有北京机床研究所、中国航空精密机械研究所、哈尔滨产业大学、中科院长春光机所应用光学重点实验室等。 为更好的开展对此项超精密加工技术的研究，国防科工委于1995年在中国航空精密机械研究所首先建立了国内第一个从事超精密加工技术研究的重点实验室。 应用光学试题 一、问答题 1、在几何光学框架内，光的传播规律可归纳为四个基本定律，请分别简述其内容。 （1）光的直线传播定律：在各向同性介质中，光沿直线传播。 （2）光的独立传播定律：从不同的光源发出的光束以不同的方向通过空间某点时，彼此互不影响，各光束独立传播。 （3）反射定律：入射光线、反射光线和投射点法线三者在同一平面内，入射角和反射角二者绝对值相等且符号相反，即入射光和反射光在法线两侧。 （4）折射定律：入射光线、折射光线和投射点法线三者在同一平面内，入射角的正弦与折射角的正弦之比与入射角的大小无关，而与两种介质的性质有关。对一定波长的光线，在一定温度和压力的条件下，该比值为一常数，等于折射光线所在介质的折射率ｎ＇和入射光线所在介质的折射率ｎ之比。 2、何为马吕斯定律？光学系统成完善像的条件是什么？ （1）马吕斯定律：光线在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性；并且入射波面和出射波面对应点之间的光程均为定值。 （2）光学系统成完善像的条件： 光束一致（入射、出射光束均为同心光束）；波面一致（入射、出射波面均为球面波）；物、像点间任意光路的光程相等。 3、何为阿贝不变量和拉赫不变量？它们的物理意义是什么？ （1）阿贝不变量：1111''Q n n r l r l ????=-=- ? ????? ；其物理意义是，近轴区，一折射面的物空间和像空间的一对共轭点的位置是确定的。 （2）拉赫不变量：'''nyu n y u J == ，'''nytgu n y tgu J == ；进入光学系统的总能量是保持不变的（前者针对近轴区而言，后者是对前者的推广，是系统对任意大小物体用任意光束成像的普式）。 4、光学系统对轴上点成像时会存在哪些像差？它们有什么特点？ 会存在球差和位置色差。 （1）球差：轴上点发出的同心光束经过光学系统后，不在是同心光束，不同入射高度（h ）的光线将于光轴于不同的位置，相对近轴像点（理想像点）有不同程度的偏离，这种偏离称轴向球差。轴上点的球差，具有关于光轴对称性，其只与系统的孔径有关。 （2）位置色差： 轴上点两种色光成像位置的差异称位置色差。其轴上物点成像是彩色弥散斑。 5、光学系统中有哪几类光栏？并概述它们的作用？ 光学系统中有孔径光阑、视场光阑和渐晕光阑，其作用分别如下： （1）孔径光阑：限制轴上物点成像光束孔径大小。 （2）视场光阑：限制系统的成像范围。 非球面镜片揭密 (此文刊载于中国眼镜科技杂志2007年第5期) 苏州苏大明世光学有限公司余浩墨徐光华非球面眼镜片目前已经是一个相当普及的产品，在发达国家镜片市场上，材料折射率在1.67以上的镜片甚至已经完全非球面化，1.60镜片非球面也占据了比球面更大的市场份额，球面镜片越来越仅限于较低折射率的镜片产品。而在国内市场上，虽然市场份额在迅速扩大，但因非球面镜片的引进比较晚，而且行业标准不清晰，缺乏科学化的强有力的知识引导，不仅消费者对非球面眼镜片的概念含糊不清，甚至不少眼镜行业从业者乃至直接从事非球面眼镜片零售的营业人员也对非球面镜片缺乏清晰完整的认识。这种状况再加上目前市面上非球面镜片质量良莠不齐，各种低质劣质乃至假冒非球面镜片充斥市场，可以说既损害了消费者的利益，也对整个行业的良性发展不利。 本文将尽量尝试从通俗的角度去解释非球面眼镜片，并将尝试对若干很少有人涉及的非球面镜片的标准进行探讨。 一．非球面镜片其实并不“平”？ 当前国内无论是消费者还是从业人员，只有对非球面镜片稍有了解，几乎人人都会提及“平”和“薄”这两个优点，部分商家甚至以“纯平电视”来解释非球面镜片的“平”，事实上由于相当一部分非球面的宣传推广资料完全从功利化的商业角度出发，在某种程度上严重误导了部分人对“平”这一概念的理解。非球面镜片的所谓“平”实际上并非那么简单。 非球面镜片的平实际上是指镜片前表面（即所谓的“基弯”“Base curve”）中心顶点弯度可以相对于同光度球面镜片变平而不影响边缘光学性能，而实质上只有前弯较弯的老花单非球面镜片边缘的弧度才是相对于中间变平，前弯较平的近视单非镜片其边缘的弧度相对于同基弯同光度的球面镜片不是变平反而是变弯。 对于非球面镜片“平”这一概念的理解涉及了非球面镜片诞生的根本原因：通过镜片的非球面化来改善基弯（及镜片前表面的中心弯度）较平的球面镜片的边缘光学性能，使其达到或接近所谓的“最佳形式球面镜片”（通过增大前后表面中心弯度来达到最佳光学性能的球面镜片）。以一片-6.00D的近视镜片为例：其最佳形式球面的前后弯度配置应该分别是-3.50D和-10.25D。问题是这样虽然取得了很好的光学性能， 一、引言 目前，监控市场上对24h连续监控的需求越来越多，由此产生了越来越多的日夜型摄像机。这种摄像机如果采用普通镜头，其白天的图像调节清晰，晚上的图像就变得模糊；反之，晚上图像调节清晰，白天就模糊。其原因是由于普通摄像镜头不可能使可见光和红外光这两种不同波长范围的光线在同一个焦面上成像，因为不同波长的光线通过作为光学介质的镜头之后，聚焦的位置不同。而普通摄像镜头，是只限定在可见光波长范围的性能要求而设计的，因此作为日夜使用就会出现上述现象。 本部分设定了隐藏，您已回复过了，以下是隐藏的内容 红外镜头放在日夜摄像机上能对应可见光与红外光的转换，从而始终保持所监控图像画面的清晰。其原因是，因为红外镜头是根据可见光和红外光这两种波长范围而设计制作的，所以它能使可见光和红外光在统一的焦面上成像。 红外镜头即IR镜头，它采用了特殊的光学玻璃材料，并用最新的光学设计方法，从而消除了可见光和红外光的焦面偏移，因此从可见光到红外光区的光线都可以在同一个焦面位置成像，使图像都能清晰。此外，红外镜头还采用了特殊的多层镀膜技术，以增加对红外光线的透过率，所以用IR镜头的摄像机比用普通镜头的摄像机夜晚监控的距离远。 现在，红外镜头在市场上有定焦与变焦镜头系列，还有1/3与1/2in等系列。其应用范围广泛，除专门作红外对应的特殊用途外，也可用作普通镜头，并能有效地提高成像质量。 除了有专门设计的红外镜头外，实际上24h连续监控的电视监控系统，大多使用的是一种非球面镜头。下面就介绍一下这种镜头的原理、特点、与球面镜头的比较选择及其在电视监控中的应用。 二、非球面镜头的原理 常用的普通摄像镜头为球面镜头，它采用的是球面镜片，而不是平面。一般球面镜片会出现像差，如球差、色差、彗差等，因而实际的摄像镜头通常需要多片凹凸程度不同的镜片，进行分组组合来予以校正。最简单的定焦镜头一般需要4片3组、6片4组或7片4组，而高档的变焦镜头则需要10多片10多组的镜片组合。显然，这不仅使镜头的体积和重量增加，而且使透过的光也减少了。对F值小的高感度镜头来说，其有效通光口径越大，球面像差就越大，当然其校正也就越困难。正是由于球面镜头的缺点，才研制了非球面镜头。 非球面镜头（Aspherical Lens）所用的镜片为非球面镜片，其面形也是在球面面形的基础上做细微的调整得出的。从数学的角度来说，球面的面形是一个二次函数，而非球面的面形函数是四次甚至更高次的函数，因此非球面的面形更加复杂。实际上，它是在球面的基础上，按事先设计好的细微面形起伏，进行人为控制而获得非球面的复杂曲面的。 由于非球面镜头的镜片形状，是在充分考虑到上述各校正因素，通过精确的设计计算，由精密仪器光学研磨而成。因此，一片非球面镜片就能实现多个球面镜片校正像差的效果。 镜片选购知识科普 如果要问一个资深近视用户怎么挑选眼镜镜片，大部分人上来就会安利某某镜片特别好用，但是对于理工科出身的小编来说，我们需要从发现问题—提出问题—解决问题这三步来科学地教你到底如何挑选镜片。 1、发现问题——挑镜片基本靠“随缘” 调查发现，大部分人在挑选镜片时都没有基本科学认知，多数情况靠“随缘”，过程太佛系，几经辗转才能够找到适合自己的镜片。那么如何科学的挑选出适合自己的镜片呢，首先我们需要知道什么样的佩戴效果才是最好的。 2、提出问题——完美佩戴效果是怎样的 简单来说，完美的佩戴效果有两个判断标准：镜片呈现的视野效果和佩戴起来的舒适感，一副好的镜片，佩戴后视觉清晰，视野开阔，同时对鼻梁不造成过多负担，满足视觉效果和舒适度的双重需求。 3、解决问题——如何打造完美佩戴效果 想要打造完美的佩戴效果，就得知道有哪些因素会影响视觉效果和舒适度，镜片的清晰度、透光率、面型、厚度、重量、功能、防尘防水等性能都会影响佩戴体验。 了解哪些因素影响佩戴效果后，你必须还要知道这几个关键词才能够去正确挑选适合自己的镜片。 折射率 折射率是光在真空传播速率与在介质中传播速率的比值。 通常情况下，相同度数的镜片，折射率越高，镜片边缘越薄，镜片相对也更轻，佩戴起来更舒适。但是折射率并不是越高越好，一般来说，折射率越高，阿贝数越小，则色散就越大，其成像的清晰度就越差。 在选择折射率的时候，要兼顾镜片的轻薄和清晰度。不能一味追求轻薄，而损失镜片的清晰度。现在，1.71镜片成为了更轻薄的新选择。得益于专利技术和自主研发原材料优势，1.71镜片比普通镜片更轻更薄，实现镜片高折射率低色散，视物更清晰。 数控加工光学非球面技术的研究 The Aspheric optics processing technology studies CNC 摘要 自从非球面加工技术出现以来，至今几百年来采用的加工方法已有50多种，传统的加工方法虽然能达到较高的精度，但这种加工方法加工效率低、重复精度差。在最近几年出现的数控加工光学非球面技术大大解决了传统加工方法存在的缺陷。它提高了加工精度和加工质量、缩短了产品研制周期等。在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。由于生产实际的强烈需求，国内外都对数控加工技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。本文将简单的介绍一些非球面和数控机床的理论知识，传统加工非球面技术。最后重点介绍数控加工光学非球面技术。 关键词: 数控加工非球面抛光技术计算机控制 ABSTRACT Since the emergence of non-spherical processing technology ,about 50 methods in the optical processing have been used. Although traditional processing methods can achieve high accuracy, this processing method has processing inefficiency and poor repeatability precision . In recent years the NC aspheric optics technology greatly solve the traditional processing methods flawed. It improves processing accuracy and processing quality, and shorten the product development cycle and so on. A large number of applications has been found in some areas such like the aviation industry, and the auto industry. Because of the strong demand, Home and Abroad are on the NC machining techniques for a wide range of research, and achieved fruitful results.This paper will briefly introduces some technology of the Non-spherical and NC machine tools and the traditional processing.And highlights NC aspheric optical processing technology in the last part. Keywords : CN Aspheric optics Polishing Technology CCOS 收稿日期：2011-09-12 基金项目：国家863计划项目资助 作者简介：张磊（1981-），男，博士，讲师，主要从事光学设计、光电设计、光电检测及光通信等研究，E-mail ：zhangl@https://www.360docs.net/doc/b718529358.html, 。 长春理工大学学报（自然科学版） Journal of Changchun University of Science and Technology （Natural Science Edition ） 第34卷第4期2011年12月 Vol.34No.4Dec.2011 改进型卡塞格林光学系统的设计 张磊，刘智颖，胡源，高天元 （长春理工大学 光电工程学院，长春 130022） 摘 要：普通的卡塞格林光学系统，其主次镜分别由抛物面和双曲面组合而成，非球面镜的加工难度大、成本高，针对这 些特点对卡塞格林光学系统进行了改进。改进型的卡塞格林光学系统与传统的卡塞格林光学系统对比具有加工难度小、成本低等特点，通过在系统最前面附加前校正组，使得主次镜可以由球面面型实现，通过在像面前设置后校正组使视场也得到了提高，与传统的卡塞格林光学系统20'相比，它的视场可以拓宽到1.3°。系统设计结果通过传递函数与点列图的分析与衍射极限非常接近，为中等口径卡塞格林光学系统的设计提供了一个新的思考方法。关键词：改进型卡塞格林光学系统；球面；遮拦比；视场；传递函数中图分类号：TH706 文献标识码：A 文章编号：1672-9870（2011）04-0030-03 Improved Design of Cassegrain Optical System ZHANG Lei ，LIU Zhiying ，HU Yuan ，GAO Tianyuan （School of Opto-electronic Engineering ，Changchun University of Science and Technology ，Changchun ，130022）Abstract ：The traditional cassegrain system is generally composed of the parabolic primary mirror and the hyperbolic secondary mirror.The difficulty and cost of the manufacturing of the aspherical surface is very high.And the image quality is easy to be effected by the manufacture error and environment variation.Based on these characteristic ，the im-proved cassegrain system is designed with preference of lower difficulty and cost manufacturing.The primary mirror and the secondary mirror are both spherical surface instead of the aspherical surface.The image quality is analyzed related to not only the optical component radius ，thickness and the material but also secondary mirror central obscuration.The central obscuration ratio is chose reasonably based on the theory of annular diffraction.The field of view of the im-proved cassegrain system is enlarged from 20'to 1.3°.It is shown that the system assessed by optical transfer function and spot diagram is much closed to the diffraction limit.The successful improved cassegrain system design is demon-strated.It provides meaningful view for reflected optical system design. Key words ：improved cassegrain system ；spherical surface ；obscuration ratio ；field of view ；optical transfer function 随着空间光通信的发展对其所使用的光学系统的分辨率也提出了更高的要求，所使用的光学系统主要有卡塞格林、格里高利和牛顿式系统等，其中应用最广泛的就是卡塞格林光学系统。传统的卡塞格林光学系统属于反射式系统，没有色差，口径可以做得较大，尽可能接收多的能量。从消除像差的角度上看，卡塞格林光学系统可以在减少光学元件个数的同时消除球差，其系统具有体积小、重量轻、结构 紧凑等特点。传统的卡塞格林光学系统虽然具有上述优点，也同时存在一些弊端，其缺点之一是其主镜和次镜都是非球面，其制造比球面困难得多；其缺点之二是没有满足正弦条件，像质优良的视场太小，当视场增大时，其轴外像差也会加大，为此，Ritchey 和Cretien 提出了所谓R-C 系统，但是R-C 系统的视场也不过20′左右是比较好的。对于实验室中的平行光管设计可以，但是这对于空间光通信的系 球面镜片与非球面镜片的鉴别方法我们在日常工作中，经常遇到一些顾客想鉴别一下自己的镜片是球面还是非球面的，下面介 绍几种鉴别的方法。 方法一：利用焦度计鉴别。球面镜片的顶焦度与边缘度数相比，负片顶焦度小于边缘度数；正片顶焦度小于或接近边缘度数。而非球面镜片的顶焦度 与边缘度数相比，无论正负片，球镜度数越靠近边缘越低，而柱镜度数越靠近边缘越高。 方法二：利用镜度表鉴别。球面镜片表面的弯曲度相同，而非球面镜片表面弯曲度因部位不同也有所差异。通过镜度表的测量结果很容易鉴别。 方法三：肉眼观察法。同一材料、同一度数的球面与非球面相比，非球面镜片更平、更薄、视物更逼真、更自然舒适。如果对着灯管观看镜片镀膜形 状，一般是球面镜片反射的灯管较直（高屈光度镜片除外）；而非球面镜片由于表面各部位 曲率不同，灯管形状弯曲度较大。光学系统设计讲义
明月光学：非球面镜片与球面镜片的区别
光学基础知识：球面像差与非球面镜片
非球面光学零件超精密加工技术
应用光学简答题
非球面镜片揭密
非球面镜头与球面镜头
镜片选购知识科普
数控加工光学非球面技术研究
改进型卡塞格林光学系统的设计
球面镜片与非球面镜片的鉴别方法
而外单非镜片则第一面灯管像为中间鼓起的桶形，第二面为平直的球面灯管像。双非镜片两面都是非球面设计，第一面为中间洼陷的枕形灯管像，第二面则为中间鼓起的桶形灯管像。 一般在-2.00D以上的镜片该现象开始明显，度数越高越明显。如图6所示。 2）矢高鉴别法 非球面表面，如使用20口径的千分表去测量表面各点矢高，从中间到边缘矢高是不断变化 的。而球面则应该保持不变。将此一原则应用于鉴别双非和单非镜片同样不失为一种简便易 行的方法。 如果我们用矢高表去测量一片传统外单非镜片，那么其第一面的矢高从中间到边缘呈渐变状 态，而第二面的矢高则基本不变或变化很小（此一很小的变化是因加工误差造成的）。而一 片双非镜片则两个表面从中间到边缘的矢高都呈渐变趋势。
非球面镜头与球面镜头的比较选择及应用
非球面镜头与球面镜头的比较选择及应用一、引言 目前，监控市场上对24h连续监控的需求越来越多，由此产生了越来越多的日夜型摄像机。这种摄像机如果采用普通镜头，其白天的图像调节清晰，晚上的图像就变得模糊；反之，晚上图像调节清晰，白天就模糊。其原因是由于普通摄像镜头不可能使可见光和红外光这两种不同波长范围的光线在同一个焦面上成像，因为不同波长的光线通过作为光学介质的镜头之后，聚焦的位置不同。而普通摄像镜头，是只限定在可见光波长范围的性能要求而设计的，因此作为日夜使用就会出现上述现象。 红外镜头放在日夜摄像机上能对应可见光与红外光的转换，从而始终保持所监控图像画面的清晰。其原因是，因为红外镜头是根据可见光和红外光这两种波长范围而设计制作的，所以它能使可见光和红外光在统一的焦面上成像。 红外镜头即IR镜头，它采用了特殊的光学玻璃材料，并用最新的光学设计方法，从而消除了可见光和红外光的焦面偏移，因此从可见光到红外光区的光线都可以在同一个焦面位置成像，使图像都能清晰。此外，红外镜头还采用了特殊的多层镀膜技术，以增加对红外光线的透过率，所以用IR镜头的摄像机比用普通镜头的摄像机夜晚监控的距离远。 现在，红外镜头在市场上有定焦与变焦镜头系列，还有1/3与1/2in等系列。其应用范围广泛，除专门作红外对应的特殊用途外，也可用作普通镜头，并能有效地提高成像质量。 除了有专门设计的红外镜头外，实际上24h连续监控的电视监控系统，大多使用的是一种非球面镜头。下面就介绍一下这种镜头的原理、特点、与球面镜头的比较选择及其在电视监控中的应用。 二、非球面镜头的原理 常用的普通摄像镜头为球面镜头，它采用的是球面镜片，而不是平面。一般球面镜片会出现像差，如球差、色差、彗差等，因而实际的摄像镜头通常需要多片凹凸程度不同的镜片，进行分组组合来予以校正。最简单的定焦镜头一般需要4片3组、6片4组或7片4组，而高档的变焦镜头则需要10多片10多组的镜片组合。显然，这不仅使镜头的体积和重量增加，而且使透过的光也减少了。对F值小的高感度镜头来说，其有效通光口径越大，球面像差就越大，当然其校正也就越困难。正是由于球面镜头的缺点，才研制了非球面镜头。 非球面镜头（Aspherical Lens）所用的镜片为非球面镜片，其面形也是在球面面形的基础上做细微的调整得出的。从数学的角度来说，球面的面形是一个二次函数，而非球面的面形函数是四次甚至更高次的函数，因此非球面的面形更加复杂。实际上，它是在球面的基础上，按事先设计好的细微面形起伏，进行人为控制而获得非球面的复杂曲面的。 由于非球面镜头的镜片形状，是在充分考虑到上述各校正因素，通过精确的设计计算，由精密仪器光学研磨而成。因此，一片非球面镜片就能实现多个球面镜片校正像差的效果。这样，非球面镜头可以有效地减少镜片的数量，从而也就减小了镜头的体积和重量，并使透光性更好，色差还原准确、成像质量变佳。 三、非球面镜头的特点
眼镜镜片知识必备知识大全
眼镜镜片知识必备知识大全 1、镜片材料有哪几种？ 天然材科：水晶石，硬度高、不易研磨，能透过紫外线，有双折射作用。 人工材料：包括无机玻璃、有机玻璃和光学树脂等。 ①无机玻璃：是由二氧化硅、钙、铝、钠、钾等冶炼而成，透明度好。 ②有机玻璃：化学成分为聚甲基丙烯酸甲脂。 ③光学树脂：化学成分是丙烯基二甘醇碳酸脂。优点是，重量轻，耐冲击，浇铸成型，易染色。 2、树脂镜片的优缺点？ 优点：重量轻，不易碎，碎了也无棱角，安全 缺点：不耐磨镜片厚价格稍高
3、玻璃镜片的优缺点？ 优点：耐磨镜片薄光学性能好价格低 缺点：重易碎不安全 4、树脂与比玻璃片二者的区别? 选材工艺不一样，树脂片是一种特殊材料—聚碳酸脂制成的，材料造价也不一样，所以树脂镜片价位高一点。二者区别在于树脂镜片的工艺比玻璃的高，树脂轻、不易碎，阻挡紫外线、透光度好、易染色，比玻璃安全、美观；玻璃镜片重、易碎，比树脂片薄，耐高温。树脂片没有玻璃片硬度高，易划伤。二者各有特点，各有所长。儿童、青少年建议配树脂片。 5、镜片安全中心厚度（国际的）？ 树脂 1.0MM 玻璃0.7MM 6、阿贝数同色散、折射率的关系？ 阿贝数同色散是反比关系通常来说阿贝数同折射率也是反比关系 7、树脂镜片有哪些折射率？ 1.499 1.56 1.61 1.67 1.701 1.74 8、不同折射率的镜片我该选哪种？ 500度以内1.56/1.61，500-800度建议1.61-1.67，800度以上建议1.67-1.74。 9、何为光学中心？ 镜片上光线通过，而不改变自身方向的点。
10、什么叫双光镜片？ 同一镜片具有二个光度，上光为远用区域，下光为近用区域。 11、多焦点镜片有何特点？ 一副眼镜看远中近距离，无缝隙，美观，对于青少年能控制近视，中老年老花眼患者可以使生活更便捷。 12、何为加硬镜片？ 加硬，顾名思义，就是镜片比普通镜片更硬，加硬片具有超强耐磨的特性，原理就是在镜片的表面镀有特殊的超微粒加硬处理，增强镜片的抗磨损耐力，延长使用寿命。 13、什么是PC片，适合哪些人群？ 俗称太空片，宇宙片。适合青少年，危险作业者，低度数配无框架者。14、天然水晶片与合成水晶片有何区别?怎样鉴别? 天然水晶是一种然透明的石英结晶体，合成水晶是经过人为加工的，含杂质少。要到专门的珠宝鉴定部门用专门的仪器才能鉴别。但真正的天然水晶都应有宝石鉴定部门盖章认可的鉴定书，而合成的则没有。两者色泽不同，天然水晶有棉状或冰冻花纹等。 15、有人讲水晶镜片可以养目，这种说法对吗？ 错，天然水晶包含很多杂质且光学性能差，安全性能弱，不阻挡红外线和紫外线。
如何一眼识别双面非球面镜片
双面非球面定义：是指眼镜片的第一面和第二面均为非球面设计的镜片；其中，镜片的前表面增厚（即前表面更平），后表面采用Atoric技术的设计原则，以两面叠加的方式来抵消镜片的厚度从而带来了镜片依然呈边缘减薄的形状。在光学性能方面我们暂时不做探讨，重点讨论如何利用最简单的方法判别什么才是真正的双非镜片。 1）日光灯管像鉴别法 这是最直接有效的鉴别法。因大家都知道球面镜片两个表面的日光灯管像都是接近笔直的。而外单非镜片则第一面灯管像为中间鼓起的桶形，第二面为平直的球面灯管像。双非镜片两面都是非球面设计，第一面为中间洼陷的枕形灯管像，第二面则为中间鼓起的桶形灯管像。一般在-2.00D以上的镜片该现象开始明显，度数越高越明显。 2）矢高鉴别法 非球面表面，如使用20口径的千分表去测量表面各点矢高，从中间到边缘矢高是不断变化的。而球面则应该保持不变。将此一原则应用于鉴别双非和单非镜片同样不失为一种简便易行的方法。 如果我们用矢高表去测量一片传统外单非镜片，那么其第一面的矢高从中间到边缘呈逐渐变弯（矢高读数变大）的渐变状态，而第二面的矢高则基本不变或变化很小（此一很小的变化是因加工误差造成的）。而一片双非镜片则两个表面从中间到边缘的矢高都呈渐变趋势，即第一面矢高逐渐边平即矢高读数逐渐变小，而第二面矢高逐渐也是逐渐变小且变化非常快。 3）厚薄差鉴别法 同折射率同光度的双非镜片通常要比单非镜片薄一些，但如果是单光镜片的话，建议谨慎使用此一方法鉴别或者只将其作为辅助手段较为合适。因各家生产镜片的工艺/加工变形/直径/材料实际折射率与标称折射率出入都会影响这一测量方法从而 造成误导。但对于散光较大的（超过-1.50D）双非镜片和单非镜片而言，此一方法就会变得简单有效。一片散光-2.00D的双非镜片，和单非镜片比较起来，其球散两个方向的边缘厚薄差至少要减少0.4毫米左右，而对于散光达到-400的单非镜片比较，双非镜片球散两个方向的厚薄差有可能要减少0.6~0.7毫米。 4）.网格线鉴别法 以-8.00D镜片为例 图9是外单非球面镜片的网格线，中间呈笔直状态，而边缘网格线明显有扭曲现象；图10是双面非球面镜片，其网格线从中间到边缘全部为笔直状态，无象的扭曲，从而大大改善了单非球面镜片边缘扭曲现象，保证了视野的宽阔。
分析报告-非球面光学镜头
非 球 面 光 学 镜 头 项 目 建 议 书 昆明禹诚投资管理咨询有限公司编制 Kunming Yunnan China 昆明钱局街186号兴云大厦606室 邮编:650031 电话:(0871)5339860 非球面光学镜头 项 目 建 议 书 昆明禹诚投资管理咨询有限公司编制 昆明钱局街186号兴云大厦606室 邮编:650031 电话:(0871)5339860 Kunming Yunnan China 目 录 第1章 总论 1. 项目提出的必要性和依据 2. 主要经济技术指标 第2章 产品市场现状及初步预测 第3章 资源情况及原材料供应状况 3.1 资源情况 3.2 原材料供应状况 第4章 项目主要技术内容 4.1 技术指标及技术来源 4.2 技术负责单位和主要技术负责人简介
第5章 项目实施方案 5.1 项目选址及拟建规模 5.2 产品工艺方案 5.3 项目承担单位和项目负责人简介 第6章 项目投资估算及资金筹措 第7章 项目社会经济效益分析 7.1 项目经济效益分析 7.2 项目社会效益及生态效益分析 第8章 项目实施进度 第1章 总 论 1. 1 项目提出的必要性和依据 随着光学和电子技术的发展，光电技术不仅广泛地应用于国民经济、科学技术和日常生活的各个领域，而且光学零件也由大而分散的零件发展成为小的集成元件。在这个发展过程中非球面光学零件起着很重要的作用。所谓非球面光学零件简单地说就是光学零件的面形是一个高次曲面，其数学方程是一个高次方程。非球面光学零件不仅可以校正球差、慧差、畸变、像散等像差，使光学系统的像质提高，从而增大观察或瞄准的视场和作用距离，而且使用少量的非球面光学零件就能显著地减少整个系统的零件数量，缩小系统的尺寸，从而节省大量的材料和劳动工作量，在降低成本的同时还减少光能损失，提高成像的清晰度。非球面技术是近几年少数几个发达国家首先发展起来的高科技应用技术。 自从有光学仪器以来，其光学系统的透镜都是采用玻璃球面透镜，据不完全统计，目前仅在中国的光学仪器制造行业中，透镜每年的生产量有2亿件左右。早在17世纪，科学家就认识到在光学系统中采用非球面光学零件的优点，但长期以来一直未能推广应用，这主要是非球面光学零件的制造和检测要比球面光学零件困难得多。过去，非球面光学零件主要靠技术熟练的工人用手工进行修抛，生产率很低，成本很高，重复精度不能保证。随着科学技术的发展，特别是精密加工和计算机技术的发展，在70年代在非球面光学零件的加工方法上有了突破。加工效率、精度和成本等方面取得了许多令人满意的研究成果。目前国外非球面光学零件的制造技术主要有计算机数控精磨抛光技术，计算机数控单点金刚石车削技术，光学玻璃透镜精密模压成型技术，光学塑料注射成型技术等。目前国外的各种非球面加工工艺已经处于比较成熟的阶段。从大到几米直径小到几毫米直径、从单件到大批量、从高精度到一般精度都能加工。可以根据产品的规格和批量的要求选用不同的非球面加工工艺，经济合理地加工出非球面光学零件。