光学元件的中心偏差定义和术语

中心偏差为光学元件是一个非常重要的指标镜头光学元件也是影响光学系统成像的重要因素。如果镜头本身中心偏差较大，那么即使其表面形状加工得特别好，应用于光学系统时仍然无法获得预期的图像质量。因此，对光学元件中心偏差的概念、测试和控制方法的探讨是非常有必要的。然而，关于中心偏差的定义和术语非常多，以至于大多数朋友对这个指标的了解并不是很透彻。在实践中，很容易产生误解和混淆。因此，从本节开始，我们将围绕球面、非球面、柱面透镜元件中心偏差的定义以及测试方法进行系统介绍，以帮助大家更好地认识和理解这项指标，从而更好地提高实际工作中的产品质量。

2 与中心偏差相关的术语

为了描述中心偏差，我们有必要尽早了解以下常识术语定义。

1. 光轴

它是一个理论轴。光学元件或光学系统关于其光轴旋转对称。对于球面透镜，光轴是连接两个球面中心的线。

2. 参考轴

它是光学元件或系统的选定轴，可作为组装元件时的参考。基准轴是一条确定的直线，用于标记、检查和校正中心偏差。这条直线应该反映系统的光轴。

3. 参考点

它是基准轴与零件表面的交点。

4、球体的倾斜角度

在基准轴与零部件表面的交点处，表面法线与基准轴之间的角度。

5.非球面倾斜角度

非球面的旋转对称轴与基准轴之间的角度。

6.非球面横向距离

非球面顶点与基准轴之间的距离。

3 中心偏差的相关定义

球面的中心偏差是通过光学表面参考点的法线与参考轴之间的角度来测量的，即球面的倾斜角。这个角度称为表面倾角，用希腊字母χ表示。

非球面的中心偏差用非球面的倾斜角χ和非球面的横向距离d来表示。

值得注意的是，在评估单个镜片的中心偏差时，需要先选择一个表面作为参考表面来评估另一表面的中心偏差。

此外，在实际应用中，还可以使用一些其他参数来表征或评价元件中心偏差的大小，包括：

1、边缘跳动ERO，英文称为Edge run-out。调整元件时，边缘一圈的跳动越大，中心偏差也越大。

2、边缘厚度差ETD，英文称为Edge太厚差，有时用△t表示。当零件的边缘厚度差异较大时，其中心偏差也会较大。

3. 总跳动 TIR 可翻译为总像点跳动或总指示跳动。在英语中，它是“总图像跳动”或“总指示跳动”。

在早期的习惯定义中，中心偏差也会用球心差C或偏心率差C来表征，

球心像差，用大写字母C表示（有时也用小写字母a表示），定义为镜片外圆几何轴与镜片曲率中心光轴的偏差，以毫米为单位。该术语长期以来一直用于中心偏差的定义，至今仍被制造商使用。该指标一般用反射式对中仪测试。

偏心率，用小写字母c表示，是被检光学零件或组件的几何轴在节点平面上的交点与后节点之间的距离（这个定义实在是太晦涩了，我们不需要强求）我们的理解），从数值上看，偏心率等于镜头绕几何轴旋转时焦点像拍圆的半径。通常用传动对中仪进行测试。

4、各参数之间的换算关系

1、表面倾角χ、球心差C、边厚差Δt之间的关系