Mittenabweichung optischer Komponenten Definition und Terminologie

1 Prinzipien optischer Filme

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Die Mittenabweichung vonoptische Elementeist ein sehr wichtiger Indikator dafüroptische Linsenelementeund ein wichtiger Faktor, der die Abbildung optischer Systeme beeinflusst. Wenn die Linse selbst eine große Mittenabweichung aufweist, kann die erwartete Bildqualität beim Einsatz in einem optischen System auch dann nicht erreicht werden, wenn ihre Oberflächenform besonders gut bearbeitet ist. Daher sind das Konzept und die Prüfung der Mittenabweichung optischer Elemente dringend erforderlich. Eine Diskussion mit Kontrollmethoden ist dringend erforderlich. Es gibt jedoch so viele Definitionen und Begriffe zur Mittenabweichung, dass die meisten Freunde diesen Indikator nicht sehr gründlich verstehen. In der Praxis kommt es leicht zu Missverständnissen und Verwirrung. Daher konzentrieren wir uns ab diesem Abschnitt auf die sphärische Oberfläche und die asphärische Oberfläche. Die Definition der Mittenabweichung von Zylinderlinsenelementen und die Testmethode werden systematisch eingeführt, um jedem zu helfen, diesen Indikator besser zu verstehen und zu verstehen und ihn besser zu verbessern die Qualität des Produkts in der tatsächlichen Arbeit.

2 Begriffe im Zusammenhang mit der Mittenabweichung

Um die zentrale Abweichung zu beschreiben, ist es notwendig, dass wir die folgenden Definitionen der gesunden Menschenverstandsterminologie frühzeitig verstehen.

1. Optische Achse

Es handelt sich um eine theoretische Achse. Ein optisches Element oder optisches System ist rotationssymmetrisch um seine optische Achse. Bei einer sphärischen Linse ist die optische Achse die Linie, die die Mittelpunkte zweier sphärischer Flächen verbindet.

2. Referenzachse

Dabei handelt es sich um eine ausgewählte Achse einer optischen Komponente oder eines optischen Systems, die beim Zusammenbau der Komponente als Referenz verwendet werden kann. Die Bezugsachse ist eine bestimmte Gerade, die zur Markierung, Kontrolle und Korrektur der Mittenabweichung dient. Diese Gerade sollte die optische Achse des Systems widerspiegeln.

3. Bezugspunkt

Es ist der Schnittpunkt der Bezugsachse und der Bauteiloberfläche.

4. Der Neigungswinkel der Kugel

Am Schnittpunkt der Bezugsachse und der Bauteiloberfläche der Winkel zwischen der Flächennormalen und der Bezugsachse.

5. Asphärischer Neigungswinkel

Der Winkel zwischen der Rotationssymmetrieachse der asphärischen Oberfläche und der Bezugsachse.

6. Seitlicher Abstand der asphärischen Oberfläche

Der Abstand zwischen dem Scheitelpunkt der asphärischen Oberfläche und der Bezugsachse.

3 Verwandte Definitionen der Mittenabweichung

Die Mittenabweichung der sphärischen Oberfläche wird durch den Winkel zwischen der Normalen des Referenzpunkts der optischen Oberfläche und der Referenzachse, also dem Neigungswinkel der sphärischen Oberfläche, gemessen. Dieser Winkel wird als Oberflächenneigungswinkel bezeichnet und durch den griechischen Buchstaben χ dargestellt.

Die Mittenabweichung der asphärischen Oberfläche wird durch den Neigungswinkel χ der asphärischen Oberfläche und den seitlichen Abstand d der asphärischen Oberfläche dargestellt.

Es ist zu beachten, dass Sie bei der Bewertung der Mittenabweichung eines einzelnen Linsenelements zunächst eine Oberfläche als Referenzfläche auswählen müssen, um die Mittenabweichung einer anderen Oberfläche zu bewerten.

Darüber hinaus können in der Praxis auch einige andere Parameter zur Charakterisierung oder Bewertung der Größe der Bauteilmittenabweichung herangezogen werden, darunter:

1. Kantenauslauf ERO, im Englischen Kantenauslauf genannt. Beim Justieren des Bauteils gilt: Je größer der Rundlauffehler in einem Kreis der Kante, desto größer die Mittenabweichung.

2. Kantendickendifferenz ETD, auf Englisch Kantendickendifferenz genannt, wird manchmal als △t ausgedrückt. Wenn der Kantendickenunterschied eines Bauteils groß ist, ist auch seine Mittenabweichung größer.

3. Gesamtrundlauf TIR kann als Gesamtrundlauf der Bildpunkte oder Gesamtrundlauf der Anzeige übersetzt werden. Im Englischen ist es „Total image run-out“ oder „Total angedeuteter Run-out“.

In der frühen gebräuchlichen Definition wird die Zentrumsabweichung auch durch die sphärische Zentrumsdifferenz C oder die Exzentrizitätsdifferenz C charakterisiert,

Die sphärische Zentrumsaberration, dargestellt durch den Großbuchstaben C (manchmal auch durch den Kleinbuchstaben a), ist definiert als die Abweichung der geometrischen Achse des äußeren Kreises der Linse von der optischen Achse im Krümmungsmittelpunkt der Linse. in Millimetern. Dieser Begriff wird schon seit langem verwendet. Er wird zur Definition der Mittenabweichung verwendet und wird auch heute noch von Herstellern verwendet. Dieser Indikator wird im Allgemeinen mit einem reflektierenden Zentrierinstrument getestet.

Exzentrizität, dargestellt durch den Kleinbuchstaben c, ist der Abstand zwischen dem Schnittpunkt der geometrischen Achse des zu prüfenden optischen Teils oder der zu prüfenden Baugruppe auf der Knotenebene und dem hinteren Knoten (diese Definition ist wirklich zu unklar, wir müssen sie nicht erzwingen). Nach unserem Verständnis ist die Exzentrizität in numerischer Hinsicht gleich dem Radius des Fokusbild-Schwebungskreises, wenn sich die Linse um die geometrische Achse dreht. Die Prüfung erfolgt üblicherweise mit einem Getriebezentriergerät.

4. Umrechnungsbeziehung zwischen verschiedenen Parametern

1. Die Beziehung zwischen dem Oberflächenneigungswinkel χ, der Kugelmittendifferenz C und der Seitendickendifferenz Δt

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Für eine Oberfläche mit Mittenabweichung ist die Beziehung zwischen ihrem Oberflächenneigungswinkel χ, der sphärischen Mittendifferenz C und der Kantendickendifferenz Δt:

χ = C/R = Δt/D

Dabei ist R der Krümmungsradius der Kugel und D der volle Durchmesser der Kugel.

2. Die Beziehung zwischen Oberflächenneigungswinkel χ und Exzentrizität c

Bei einer Mittenabweichung weist der parallele Strahl nach der Brechung durch die Linse einen Ablenkwinkel δ = (n-1) χ auf, und der Strahlkonvergenzpunkt liegt auf der Brennebene und bildet eine Exzentrizität c. Daher ist die Beziehung zwischen Exzentrizität c und zentraler Abweichung:

C = δ lf' = (n-1) χ. lF'

In der obigen Formel ist lF' die Bildbrennweite des Objektivs. Es ist erwähnenswert, dass der in diesem Artikel besprochene Oberflächenneigungswinkel χ im Bogenmaß angegeben wird. Soll es in Bogenminuten oder Bogensekunden umgerechnet werden, muss es mit dem entsprechenden Umrechnungskoeffizienten multipliziert werden.

5 Fazit

In diesem Artikel geben wir eine detaillierte Einführung in die Mittenabweichung optischer Komponenten. Wir gehen zunächst auf die mit diesem Index verbundene Terminologie ein und führen so zur Definition der Zentrumsabweichung. In der technischen Optik werden neben der Verwendung des Oberflächenneigungswinkelindex zur Beschreibung der Mittenabweichung häufig auch die Randdickendifferenz, die sphärische Mittendifferenz und die Exzentrizitätsdifferenz von Komponenten zur Beschreibung der Mittenabweichung verwendet. Daher haben wir auch die Konzepte dieser Indikatoren und ihre Umrechnungsbeziehung mit dem Oberflächenneigungswinkel ausführlich beschrieben. Ich glaube, dass wir durch die Einführung dieses Artikels ein klares Verständnis des zentralen Abweichungsindikators haben.

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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. April 2024