تُستخدم المواصفات البصرية في جميع مراحل تصميم وتصنيع مكون أو نظام لتوصيف مدى استيفائه لمتطلبات أداء معينة.إنها مفيدة لسببين: أولاً ، أنها تحدد الحدود المقبولة للمعلمات الرئيسية التي تحكم أداء النظام ؛ثانيًا ، تحدد مقدار الموارد (أي الوقت والتكلفة) التي ينبغي إنفاقها على التصنيع.يمكن أن يعاني النظام البصري من عدم المواصفات أو الإفراط في المواصفات ، وكلاهما يمكن أن يؤدي إلى إنفاق غير ضروري للموارد.توفر Paralight Optics بصريات فعالة من حيث التكلفة لتلبية متطلباتك الدقيقة.
للحصول على فهم أفضل للمواصفات البصرية ، من المهم معرفة ما تعنيه بشكل أساسي.فيما يلي مقدمة موجزة للمواصفات الأكثر شيوعًا لجميع العناصر البصرية تقريبًا.
مواصفات التصنيع
تحمل القطر
يوفر تفاوت القطر لمكون ضوئي دائري النطاق المقبول لقيم القطر.ليس لتفاوت القطر أي تأثير على الأداء البصري للبصريات نفسها ، ومع ذلك فمن الأهمية بمكان مراعاة التسامح الميكانيكي إذا كان سيتم تركيب البصريات في أي نوع من الحامل.على سبيل المثال ، إذا انحرف قطر العدسة الضوئية عن قيمتها الاسمية ، فمن الممكن أن يتم إزاحة المحور الميكانيكي عن المحور البصري في مجموعة مركبة ، مما يتسبب في فقدان المركز.
الشكل 1: فك مركز الضوء الموازي
يمكن أن تختلف مواصفات التصنيع هذه بناءً على مهارة وقدرات المُصنع المعين.يمكن أن تقوم شركة Paralight Optics بتصنيع العدسات من قطر 0.5 مم إلى 500 مم ، ويمكن أن تصل التفاوتات إلى حدود +/- 0.001 مم.
| الجدول 1: تفاوتات التصنيع للقطر | |
| تفاوتات القطر | درجة الجودة |
| + 0.00 / -0.10 ملم | عادي |
| + 0.00 / -0.050 ملم | دقة |
| + 0.000 / -0.010 | دقة عالية |
تسامح سماكة المركز
السماكة المركزية للمكون البصري ، ومعظمها من العدسات ، هي سماكة المادة للمكون المقاس في المركز.يتم قياس سماكة المركز عبر المحور الميكانيكي للعدسة ، والذي يُعرّف بأنه المحور تمامًا بين حوافها الخارجية.يمكن أن يؤثر تباين السماكة المركزية للعدسة على الأداء البصري لأن سماكة المركز ، جنبًا إلى جنب مع نصف قطر الانحناء ، تحدد طول المسار البصري للأشعة التي تمر عبر العدسة.
الشكل 2: مخططات لـ CT و ET و FL
| الجدول 2: تفاوتات التصنيع لسمك المركز | |
| تفاوتات سماكة المركز | درجة الجودة |
| +/- 0.10 ملم | عادي |
| +/- 0.050 ملم | دقة |
| +/- 0.010 ملم | دقة عالية |
سمك مركز آيات سمك الحافة
من الأمثلة السابقة للمخططات التي توضح سماكة المركز ، ربما لاحظت أن سمك العدسة يختلف من حافة إلى مركز البصريات.من الواضح أن هذه دالة لنصف قطر الانحناء والترهل.العدسات المستوية المحدبة ، ثنائية الوجه ، والهلالة الموجبة لها سماكة أكبر في مراكزها منها عند الحافة.بالنسبة لعدسات الغضروف المفصلي المستوية المقعرة وذات التقعر المزدوج والسالبة ، يكون سمك المركز دائمًا أرق من سمك الحافة.يحدد المصممون البصريون عمومًا كلاً من سمك الحافة والمركز في رسوماتهم ، ويتحملون أحد هذه الأبعاد ، بينما يستخدم الآخر كبعد مرجعي.من المهم ملاحظة أنه بدون أحد هذه الأبعاد ، يستحيل تمييز الشكل النهائي للعدسة.
الشكل 3: الرسوم البيانية لـ CE و ET و BEF و EFL
فرق سمك الوتد / الحافة (ETD)
الوتد ، الذي يشار إليه أحيانًا باسم ETD أو ETV (اختلاف سماكة الحافة) ، هو مفهوم مباشر لفهمه من حيث تصميم العدسة وتصنيعها.تتحكم هذه المواصفات بشكل أساسي في مدى توازي السطحين البصريين للعدسة مع بعضهما البعض.قد يتسبب أي اختلاف عن الموازي في انحراف الضوء المرسل عن مساره ، نظرًا لأن الهدف هو تركيز الضوء أو تشعبه بطريقة مضبوطة ، وبالتالي فإن الإسفين يقدم انحرافًا غير مرغوب فيه في مسار الضوء.يمكن تحديد الوتد من حيث الانحراف الزاوي (خطأ التمركز) بين سطحي الإرسال أو التسامح المادي على اختلاف سمك الحافة ، وهذا يمثل اختلال المحاذاة بين المحاور الميكانيكية والبصرية للعدسة.
الشكل 4: توسيط الخطأ
ساجيتا (ساج)
يرتبط نصف قطر الانحناء ارتباطًا مباشرًا بـ Sagitta ، وهو أكثر شيوعًا يسمى Sag في الصناعة البصرية.من الناحية الهندسية ، تمثل Sagitta المسافة من المركز الدقيق للقوس إلى مركز قاعدته.في البصريات ، ينطبق Sag على الانحناء المحدب أو المقعر ويمثل المسافة المادية بين نقطة الرأس (أعلى أو أدنى نقطة) على طول المنحنى والنقطة المركزية لخط مرسوم عموديًا على المنحنى من حافة واحدة من البصري إلى آخر.يقدم الشكل أدناه تصويرًا مرئيًا لـ Sag.
الشكل 5: مخططات Sag
يعد Sag مهمًا لأنه يوفر الموقع المركزي لنصف قطر الانحناء ، مما يسمح للمصنعين بوضع نصف القطر بشكل صحيح على البصريات ، وكذلك تحديد كل من سمك المركز والحافة للبصريات.من خلال معرفة نصف قطر الانحناء ، وكذلك قطر البصري ، يمكن حساب Sag بالصيغة التالية.
أين:
R = نصف قطر الانحناء
د = القطر
نصف قطر انحناء
أهم جانب في العدسة هو نصف قطر الانحناء ، فهو عامل أساسي ووظيفي للأسطح البصرية الكروية ، الأمر الذي يتطلب مراقبة الجودة أثناء التصنيع.يتم تعريف نصف قطر الانحناء على أنه المسافة بين رأس المكون البصري ومركز الانحناء.يمكن أن يكون موجبًا أو صفرًا أو سالبًا اعتمادًا على ما إذا كان السطح محدبًا أو مستويًا أو مقعرًا باحترام.
تتيح معرفة قيمة نصف قطر الانحناء وسمك المركز للفرد تحديد طول المسار البصري للأشعة التي تمر عبر العدسة أو المرآة ، ولكنها تلعب أيضًا دورًا كبيرًا في تحديد القوة الضوئية للسطح ، وهي مدى قوة الضوء البصري يقوم النظام بتقريب أو تشتيت الضوء.يميز المصممون البصريون بين الأطوال البؤرية الطويلة والقصيرة من خلال وصف مقدار القوة البصرية لعدساتهم.يُقال إن الأطوال البؤرية القصيرة ، التي تنحني الضوء بسرعة أكبر وبالتالي تحقق التركيز في مسافة أقصر من مركز العدسة ، تتمتع بقدرة بصرية أكبر ، في حين أن تلك التي تركز الضوء بشكل أبطأ توصف بأنها تمتلك طاقة بصرية أقل.يحدد نصف قطر الانحناء البعد البؤري للعدسة ، طريقة بسيطة لحساب الطول البؤري للعدسات الرقيقة يتم تقديمها من خلال تقريب العدسة الرقيق لصيغة Lens-Maker.يرجى ملاحظة أن هذه الصيغة صالحة فقط للعدسات التي يكون سمكها صغيرًا عند مقارنتها بالبعد البؤري المحسوب.
أين:
f = البعد البؤري
n = معامل الانكسار لمادة العدسة
r1 = نصف قطر انحناء السطح الأقرب للضوء الساقط
r2 = نصف قطر انحناء السطح الأبعد عن الضوء الساقط
من أجل التحكم في أي اختلاف في البعد البؤري ، يحتاج أخصائيو البصريات بالتالي إلى تحديد تفاوت نصف القطر.الطريقة الأولى هي تطبيق تفاوت ميكانيكي بسيط ، على سبيل المثال ، يمكن تعريف نصف القطر على أنه 100 +/- 0.1 مم.في مثل هذه الحالة ، يمكن أن يتراوح نصف القطر بين 99.9 مم و 100.1 مم.الطريقة الثانية هي تطبيق تفاوت نصف القطر من حيث النسبة المئوية.باستخدام نفس نصف قطر 100 مم ، قد يحدد أخصائي العيون أن الانحناء قد لا يختلف أكثر من 0.5٪ ، مما يعني أن نصف القطر يجب أن يقع بين 99.5 مم و 100.5 مم.الطريقة الثالثة هي تحديد التسامح على البعد البؤري ، في أغلب الأحيان من حيث النسبة المئوية.على سبيل المثال ، قد يكون للعدسة ذات البعد البؤري 500 مم تفاوت +/- 1٪ والذي يترجم إلى 495 مم إلى 505 مم.يسمح إدخال هذه الأطوال البؤرية في معادلة العدسة الرقيقة للمصنعين باشتقاق التسامح الميكانيكي على نصف قطر الانحناء.
الشكل 6: التسامح نصف القطر في مركز الانحناء
| الجدول 3: تفاوتات التصنيع لنصف قطر الانحناء | |
| نصف قطر انحناءات التسامح | درجة الجودة |
| +/- 0.5 ملم | عادي |
| +/- 0.1٪ | دقة |
| +/- 0.01٪ | دقة عالية |
في الممارسة العملية ، يستخدم المصنِّعون البصريون عدة أنواع مختلفة من الأدوات لتأهيل نصف قطر الانحناء على العدسة.الأول عبارة عن حلقة مقياس تفرز ملحقة بمقياس قياس.بمقارنة الفرق في الانحناء بين "حلقة" محددة مسبقًا ونصف قطر انحناء البصريات ، يمكن للمصنعين تحديد ما إذا كان التصحيح الإضافي ضروريًا لتحقيق نصف القطر المناسب.هناك أيضًا عدد من أجهزة قياس الكرة الرقمية في السوق لزيادة الدقة.طريقة أخرى عالية الدقة هي مقياس التلامس الآلي الذي يستخدم مسبارًا لقياس محيط العدسة فعليًا.أخيرًا ، يمكن استخدام طريقة قياس التداخل غير الملامسة لإنشاء نمط هامشي قادر على قياس المسافة المادية بين السطح الكروي إلى مركز الانحناء المقابل له.
تركيز
يُعرف التركيز أيضًا بالتوسيط أو اللامركز.كما يوحي الاسم ، يتحكم التمركز في دقة تحديد نصف قطر الانحناء.سيحاذي نصف القطر المتمركز بشكل مثالي قمة (مركز) انحناءه بدقة مع القطر الخارجي للركيزة.على سبيل المثال ، العدسة المستوية المحدبة التي يبلغ قطرها 20 مم سيكون لها نصف قطر مركزي تمامًا إذا تم وضع الرأس خطيًا على بعد 10 مم بالضبط من أي نقطة على طول القطر الخارجي.وبالتالي ، يجب أن يأخذ المصنِّعون البصريون في الحسبان كلاً من المحور X و Y عند التحكم في التركيز كما هو موضح أدناه.
الشكل 7: رسم تخطيطي للابتعاد عن المركز
مقدار اللامركزية في العدسة هو الإزاحة المادية للمحور الميكانيكي من المحور البصري.المحور الميكانيكي للعدسة هو ببساطة المحور الهندسي للعدسة ويتم تحديده بواسطة أسطوانة العدسة الخارجية.يتم تحديد المحور البصري للعدسة من خلال الأسطح البصرية وهو الخط الذي يربط بين مراكز انحناء الأسطح.
الشكل 8: رسم تخطيطي لفك المركز
| الجدول 4: تفاوتات التصنيع للتركيز | |
| تركيز | درجة الجودة |
| +/- 5 دقائق قوسية | عادي |
| +/- 3 دقيقة قوس | دقة |
| +/- 30 ثانية قوسية | دقة عالية |
تماثل
يصف التوازي كيف يكون سطحان متوازيين بالنسبة لبعضهما البعض.إنه مفيد في تحديد مكونات مثل النوافذ والمستقطبات حيث تكون الأسطح المتوازية مثالية لأداء النظام لأنها تقلل التشوه الذي يمكن أن يؤدي إلى تدهور جودة الصورة أو الضوء.تتراوح التفاوتات النموذجية من 5 دقائق قوسية إلى بضع ثوانٍ قوسية على النحو التالي:
| الجدول 5: تفاوتات التصنيع للتوازي | |
| تسامح التوازي | درجة الجودة |
| +/- 5 دقائق قوسية | عادي |
| +/- 3 دقيقة قوس | دقة |
| +/- 30 ثانية قوسية | دقة عالية |
زاوية التسامح
في مكونات مثل المنشورات ومقسمات الحزم ، تعتبر الزوايا بين الأسطح حاسمة لأداء البصريات.يُقاس تفاوت الزاوية هذا عادةً باستخدام تجميع أوتوكوليماتور ، الذي يقوم نظام مصدر الضوء الخاص به بإصدار ضوء موازٍ.يدور جهاز التكييف الأوتوماتيكي حول سطح البصريات حتى ينتج عن انعكاس فرينل الناتج عنه بقعة أعلى السطح قيد الفحص.هذا يتحقق من أن الشعاع الموازي يصطدم بالسطح عند حدوث طبيعي تمامًا.بعد ذلك ، يتم تدوير مجموعة المُكافح التلقائي بأكملها حول البصري إلى السطح البصري التالي ويتم تكرار نفس الإجراء.يوضح الشكل 3 إعدادًا نموذجيًا للمكافئ التلقائي لقياس تسامح الزاوية.يتم استخدام الفرق في الزاوية بين الموضعين المقيسين لحساب التفاوت بين السطحين البصريين.يمكن الاحتفاظ بتفاوتات الزاوية مع تفاوتات لبضع دقائق قوسية وصولاً إلى بضع ثوانٍ قوسية.
الشكل 9: إعداد Autocollimator قياس تسامح زاوية
شطبة
يمكن أن تكون زوايا الركيزة هشة للغاية ، لذلك من المهم حمايتها عند التعامل مع عنصر بصري أو تركيبه.الطريقة الأكثر شيوعًا لحماية هذه الزوايا هي شطف الحواف.تعمل الحواف كحواف واقية وتمنع تشقق الحواف.يرجى الاطلاع على الجدول 5 التالي لمعرفة المواصفات المائل للأقطار المختلفة.
| الجدول 6: حدود التصنيع لأقصى عرض للوجه للشطبة | |
| قطر الدائرة | عرض الوجه الأقصى للشطبة |
| 3.00 - 5.00 ملم | 0.25 ملم |
| 25.41 ملم - 50.00 ملم | 0.3 مم |
| 50.01 ملم - 75.00 ملم | 0.4 ملم |
فتحة واضحة
تتحكم الفتحة الواضحة في أي جزء من العدسة يجب أن يلتزم بجميع المواصفات الموضحة أعلاه.يتم تعريفه على أنه قطر أو حجم المكون البصري إما ميكانيكيًا أو بالنسبة المئوية التي يجب أن تفي بالمواصفات ، وخارجها ، لا يضمن المصنعون أن البصريات ستلتزم بالمواصفات المذكورة.على سبيل المثال ، قد يبلغ قطر العدسة 100 مم وفتحة عدسة واضحة محددة إما 95 مم أو 95٪.تعتبر كلتا الطريقتين مقبولتين ولكن من المهم أن نتذكر كقاعدة عامة ، فكلما زادت الفتحة الواضحة ، زادت صعوبة إنتاج البصريات لأنها تدفع خصائص الأداء المطلوبة أقرب وأقرب إلى الحافة المادية للبصرية.
بسبب قيود التصنيع ، يكاد يكون من المستحيل إنتاج فتحة واضحة تساوي تمامًا قطر البصريات أو الطول بالعرض.
الشكل 10: رسم يوضح الفتحة الواضحة وقطر العدسة
| الجدول 7: تفاوتات الفتحة الواضحة | |
| قطر الدائرة | فتحة واضحة |
| 3.00 ملم - 10.00 ملم | 90٪ من القطر |
| 10.01 ملم - 50.00 ملم | القطر - 1 مم |
| ≥ 50.01 ملم | القطر - 1.5 مم |
لمزيد من المواصفات المتعمقة ، يرجى الاطلاع على الكتالوج الخاص بنا أو المنتجات المميزة.
الوقت ما بعد: 20 أبريل - 2023