塑胶非球面的应用及制造技术
光学塑料的非球面加工
•光学塑料零件的注射成型技术 ：
• 注射成型的光学塑料透镜，均为一次注射成型。它要求 透明度极高，这就给注射成型造成了一定困难。因此，对于注 射成型光学塑料制品模具的结构设计、材质选择以及制造精度 等都提出了较高的要求。
•光学塑料非球面技术的发展趋势
• 近几年来，我国光学制造企业在光学塑料非球面，特 别是小尺寸非球面零件的制造技术方面，有很大的进步。但 随着新产品和新技术的发展，仍然在制造设备和技术的提高 等方面有巨大的发展空间。 •
•非球面与球面的区 别：
• 所谓球面和非球面,主要是针对各种光学仪器的镜头或 者眼镜的镜片几何形状而言。球面是一种旋转曲面,球面上每 一点的曲率半径是相同的。
•（2）可以设计非常复杂的形状 • 光学玻璃零件很难研磨和抛光成球面和平面以外的形状 。然而用注射成型的方法，光学塑料可以很容易且经济地制 造成非球面、微透镜阵列、菲涅耳透镜等面形复杂的零件。
•
•（3）重量轻、耐冲击 • 光学塑料的密度仅为玻璃的1/2~1/3，因此可以减轻系 统的重量。光学塑料的耐冲击强度要比玻璃高得多。
•光学塑料零件的检 验•三、塑料透镜的曲率半径检
验
• 制造塑料光学零件必须 检检其面型精度。由于塑料光 学元件表面硬度低，接触式检 测易划伤其表面是表面变形。 因此塑料透镜面形检测必须是 非接触度的。图为一种检验塑 料透镜的曲率半径的仪器结构 示意图，可以依据成像质量定 性判别表面的完善程度。
•光学塑料零件的表面镀膜
•非球面的种类 ：
•非球面光学曲面包括有回转轴的回转非球面（如抛物面 、椭球面、渐开面、双曲面等二次曲面以及高次曲面） 。
非球面透镜的制造与应用技术研究
非球面透镜的制造与应用技术研究透镜作为光学器件的重要组成部分，广泛应用于光学仪器、摄影、眼镜等领域。
传统的透镜通常是球面透镜，但是球面透镜在成像质量和光学性能方面存在一定的局限性。
为了克服这些局限性，非球面透镜应运而生。
本文将探讨非球面透镜的制造与应用技术研究。
一、非球面透镜的制造技术非球面透镜的制造需要先进的加工设备和精密的加工工艺。
目前，常见的非球面透镜制造技术主要有以下几种。
1. 精密加工技术：利用数控机床和磨削技术，对透镜进行精密加工。
这种技术能够实现高精度的透镜制造，但是加工周期较长，成本较高。
2. 激光加工技术：利用激光束对透镜进行加工。
激光加工技术具有高效、灵活的特点，可以实现复杂形状的非球面透镜制造。
但是激光加工设备的成本较高，需要专业技术人员进行操作。
3. 压制成型技术：利用高温和高压对透镜进行成型。
这种技术可以快速制造大量的非球面透镜，但是成型精度相对较低。
以上是非球面透镜制造的几种常见技术，不同的技术适用于不同的应用场景。
制造非球面透镜需要综合考虑成本、加工周期和成型精度等因素。
二、非球面透镜的应用技术研究非球面透镜相比于球面透镜具有更好的光学性能和成像质量，因此在许多领域都得到了广泛的应用。
1. 光学仪器：非球面透镜在光学仪器中的应用非常广泛。
例如，在望远镜中，非球面透镜可以有效地减少球差和像散，提高成像质量。
在显微镜和激光器等光学仪器中，非球面透镜可以用于调节光路和改善成像效果。
2. 摄影：非球面透镜在摄影领域的应用也越来越广泛。
通过使用非球面透镜，摄影师可以实现更好的景深效果和更准确的对焦。
同时，非球面透镜还可以减少畸变和散光，提高照片的质量。
3. 眼镜：非球面透镜在眼镜领域的应用主要是为了矫正视力问题。
通过使用非球面透镜，眼镜可以更准确地矫正近视、远视和散光等视力问题，提高佩戴者的视觉体验。
除了以上应用领域，非球面透镜还在激光加工、光通信、医疗器械等领域有着重要的应用价值。
光学塑料的非球面加工培训课件(共53张PPT)
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光学塑料的加工方法
目前光学塑料零件的加工方法有两大类: 一类是模塑法，如注射成型、压塑成型、铸塑成型及放射线 成型等; 另一类是直接加工法，也称机械加工法或冷加工法.即研磨 一抛光法和用金刚石车直接切削法。
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光学塑料的加工方法
注射成型法 注射成型法是热塑性塑料的主要成型，适用于大批中 小型零件的生产。注射成型的工艺是将塑料加热到流动状 态，以很高的压力和较快的速度注入精密的模具中，经过 一定时间的冷却零件就可以从模具中提取出来，成型零件 经过表面处理，就可以用作光零件，而不用抛光。注射成 型法的特点是成型零件的形状范围广，除了产生双凸、双 凹、平凸、弯月形等各种透镜外，还可以生产透镜系列、 校正镜和非球面透镜，并且生产效率高，成本低。
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非球面的种类： 非球面光学曲面包括有回转轴的回转非球面（如抛物面、 椭球面、渐开面、双曲面等二次曲面以及高次曲面）。
没有任何对称轴的非回转非球面（如离轴非球面以及自 由光学曲面）。
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非球面的优点：
在光学零件中非球面可以消除球面镜片在光传递过程 中产生的球差、彗差、像散、场曲及畸变等诸多不利因素, 减少光能损失,从而获得高质量的图象效果和高品质的光学 特征。 光学仪器设备采用非球面镜片优点有重量轻、成本低、 使光学系统设计更灵活。
申报博士况
光学塑料的非球趋势
非球面的优点及应用
光学塑料的优缺点 光学塑料的非球面设计特点和加工方法 影响光学塑料透镜质量的主要因素和检验方法 光学塑料零件的表面镀膜 非球面面形的检测
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概述
随着非球面设计、检测和制造技术的不断进步，人们 也在逐步研制性能更优良的光学塑料，越来越多的新型光 电产品开始采用光学塑料非球面零件。 光学塑料零件的一大特点是制造简单，容易实现大批 量生产，尤其是一些难加工的光学零件的制造。它在可见 光的透过率和玻璃元件差不多，紫外和近红外透过可以优 于玻璃。
非球面透镜 技术要求
非球面透镜技术要求非球面透镜是一种光学元件，用于纠正光学系统中的球面像差。
它们具有不同的表面形状，以满足特定应用的需求。
以下是非球面透镜的一些技术要求：1、表面形状：非球面透镜的表面形状通常为二次或高次曲面，以确保光学性能和成像质量。
二次非球面透镜具有旋转对称性，而高次非球面透镜可以具有非旋转对称性。
2、精度：非球面透镜的制造精度要求较高，以确保其光学性能。
这包括表面轮廓、表面质量、形状精度等。
3、材料：非球面透镜可以使用各种光学材料制成，如玻璃、塑料、晶体等。
不同的材料具有不同的折射率、硬度、热稳定性等性能。
4、光学性能：非球面透镜需要具备良好的光学性能，包括低球差、低像散、高成像清晰度等。
这些性能取决于透镜的设计和制造质量。
5、应用领域：非球面透镜应用于各种光学系统，如望远镜、显微镜、激光系统、条形码扫描仪等。
不同应用领域的非球面透镜可能具有不同的性能要求。
6、定制化：非球面透镜通常根据特定应用的定制化需求进行设计、生产和销售。
这需要深入了解客户的需求和应用场景，以提供合适的产品。
7、生产工艺：非球面透镜的制造工艺包括数控加工、研磨、抛光、镀膜等。
先进的生产工艺可以提高透镜的制造精度和光学性能。
8、质量控制：严格的质量控制过程是非球面透镜制造的关键。
这包括光学性能测试、表面质量检查、形状精度测量等。
9、装配和调试：非球面透镜在装配后需要进行调试，以确保其在光学系统中的性能。
这包括对焦、像差校正、光学系统优化等。
10、售后服务：非球面透镜在使用过程中可能需要维护和修复。
供应商应提供技术支持和售后服务，以确保产品的长期稳定性和性能。
非球面透镜的制备和应用
非球面透镜的制备和应用透镜广泛应用于各种光学系统中，如相机、望远镜、显微镜等等。
传统的球面透镜是不可或缺的光学元件，但球面透镜有一个不可避免的问题，即球面像差。
为了解决这个问题，人们开始开发非球面透镜，它们可以减小或消除球面像差，因此非球面透镜已经广泛应用于各种光学系统中。
非球面透镜的制备非球面透镜的制备需要先确定其表面形状，以便在光学材料上刻出透镜的轮廓。
此外，制备非球面透镜也需要具备开发和设计非球面透镜的技能。
因此，非球面透镜的制备需要具备高超的技艺和先进的生产设备，以确保制造出来的透镜达到高质量的要求。
目前，非球面透镜的制备主要有两种方法：一种是模压法，另一种是薄膜沉积法。
模压法是一种制造光学元件的传统方法。
模压法是利用硼酸玻璃制成的模具来压制浮动在玻璃表面的光学玻璃或石英晶片，压制后的玻璃成为凸透镜或凹透镜。
模压法的优点是成本较低，可以用于制造大规模的非球面透镜。
薄膜沉积法则是另一种非球面透镜的制造方法，通常使用光刻和化学蚀刻等技术来制造具有精确定形的薄膜。
这种方法制造出的非球面透镜可以达到更高的精度，但成本更高。
非球面透镜的应用非球面透镜的应用非常广泛。
以下是几个使用非球面透镜的典型应用案例。
投影仪在投影仪中使用非球面透镜，可以显著提高投影质量，保证像素不失真的情况下，投影成像清晰。
花式光学制造商在开发和生产投影仪的透镜时，往往会倾向于使用非球面透镜。
望远镜使用非球面透镜可以在大尺寸的望远镜镜头中保持清晰的成像质量。
相较于球面透镜，非球面透镜在望远镜中表现更加卓越，镜头在放大倍数高达250倍的情况下，依然能够保持清晰的成像。
眼镜非球面透镜在眼镜中的应用将提供更好的视觉效果，特别是在强近视的情况下。
由于非球面透镜设计能够更好地分散视觉畸变，所以当戴着非球面透镜的眼镜时，目光向四周转动或看东西时，眼镜中的画面阴影会被极大地减少或完全消除。
结论非球面透镜以其可减小或消除球面像差的优良特性，广泛应用于各个领域的光学系统中。
非球面模造工艺
非球面模造工艺
非球面模造工艺是一种用于制造具有非球面形状的光学元件的技术，它利用玻璃或塑料材质的初胚在高温下通过模具成型来达到所需的非球面形状。
非球面模造工艺的主要流程包括以下几个步骤：
1. 初胚制作：首先需要制作或选择合适的玻璃初胚，这通常是一个类似于最终产品的球面镜片状预形体或滴下球（GOB）。
2. 加热成型：将玻璃初胚在高温下软化，然后置于精密的成型模具中施压，使其变形以匹配模具的非球面形状。
这一过程通常需要在玻璃的软化点附近进行，大约490℃以上。
3. 退火处理：成型后的玻璃镜片需要进行退火处理，以消除内部应力，确保光学质量和稳定性。
4. 量测和评估。
塑料非球面光学镜片注塑成型的工艺研究
塑料非球面光学镜片注塑成型的工艺研究
《塑料非球面光学镜片注塑成型的工艺研究》
近年来，随着光学技术的发展，非球面光学镜片在光学设备中的应用越来越广泛。
而塑料非球面光学镜片由于其轻量化、成本低、便于加工等优点，逐渐成为替代传统玻璃镜片的主流产品之一。
而注塑成型技术作为非球面光学镜片的一种主要生产方法，受到了广泛关注。
塑料非球面光学镜片注塑成型是指在注塑机上，通过将熔融的塑料材料注入到特定的模具中，经冷却后得到形状复杂、表面非球面的光学镜片产品。
在这一注塑成型过程中，模具设计、材料选择、工艺参数控制等因素都会影响最终产品的质量和性能。
首先，模具设计是塑料非球面光学镜片注塑成型工艺研究的重要环节。
模具的设计需要考虑到产品的几何形状、表面光滑度要求、塑料材料的流动性等因素，以确保产品能够满足光学性能的要求。
其次，塑料材料的选择也是至关重要的。
不同的塑料材料具有不同的热性能、光学性能和流变性能，对于塑料非球面光学镜片的注塑成型工艺来说，选择合适的塑料材料对于产品的质量和性能至关重要。
最后，工艺参数的控制是影响塑料非球面光学镜片注塑成型的关键。
包括熔融温度、模具温度、注射速度、压力、冷却时间等参数的合理设置，可以有效地控制产品的收缩率、表面光滑度、光学性能等指标。
总的来说，塑料非球面光学镜片注塑成型的工艺研究需要综合考虑模具设计、材料选择和工艺参数控制等多个因素。
随着光学技术和注塑技术的不断发展，相信在不久的将来，塑料非球面光学镜片将会在光学行业中发挥着越来越重要的作用。
塑胶非球面镜片制作知识总结
塑胶非球面镜片制作知识总结第一部：(非球面)镜片的开发，测量与生产技术本文章阐述了塑料镜片的生产开发过程，包括成型从材料的介绍，模具的设计制造，非球面模仁的加工，成型射出的调整，表面精度测量(接触/非接触方式)等等。
从而使各位读者领会塑料镜片加工的关键所在。
一：塑料镜片的起源文献回顾:首先了解非球面玻璃锻铁技术的发展,1970年首先由美国kodak公司已经开始展开非球面锻铁玻璃镜片的计划,直至1982年首度面世以高精度锻铁方式生产的非球面透镜应用于直观形相机上,非球面透镜的研发才逐渐普及开去,虽然在1980年代美国kodak公司尚无数百万片的产量,但是在精度上和成本上要存有许多困难.几年后,日本hoyaohara等公司,研发大量生产非球面的玻璃锻铁镜片,沦为技术领先的公司.另外关于非球面塑料镜片由美国polaroid公司于1940年首先发表,在1980年代开始使用射出成型技术进行大量生产1985年,日本学者内尾舜二也发表了非球面塑料镜片在日本的趋势,并提出三点问题:(1)可用光学级塑料材料种类不多.(2)非球面膜仁制造不容易.(3)有关成形的问题.就地一个问题,崭新光学级的树脂材料渐渐的被研发出,并就特定用途去搞研发,比如最近所盛行的安全镜片,其材料具备奈冲击性极好的聚碳酸树脂缩写pc.第二个问题,直至70年代初期逊于高精度加工技术的逐步创建,利用cnc去搞形状的研磨时程的研磨作业,可以轻易加工出来形状精度合乎设计建议精度的非球面.在日本则迈入非轴转动等距形状的非球面生产,即为所谓3次元民主自由曲面,其加工机须要旧有加工机更多自由度之运动机能,在光学领域中形状精度须超过0.1um,表面粗度则为0.01umra之高精度建议.第三个问题,是射出成形制程上经常遇到的问题,例如如何控制收缩率已达到精密尺度,避免不均匀收缩所形成的翘曲变形(warpage),或是控制分子定向(orientating),使残余应力和双折射率差直下降等,一般可以从制程中最重要的控制参数-温度,压力和充填时间来着手.此外,从模穴大小,浇道流道等模具设计,可以先利用模流分析的软件建立起来,并进行射出成形的模拟,这可以省下很多试模时藏是错误的时间,以及模具设计上的说明。
非球面加工技术
非球面加工技术
1.引言
1.1意义
非球面是光电系统的基本元件，与球面光学元件相比，使用非球面元件有许多优越性。首先，非球面可以获得球面元件无可比拟的成像质量，它可以有效矫正多种象差。其次，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，降低成本并有效的减轻仪器重量。
以星载成像光学系统为例，使用非球面元件可以减轻20%—30%的重量；而每减轻1千克的重量，其发射的成本相应可降低5万元人民币。非球面元件能够达到甚至采用多球面元件组也无法达到的设计要求。正因为非球面有诸多的优点，所以得到了越来越广泛的应用，具体表现在如下几方面:
非球面进行单点车削加工的基本原理如图4所示，工件通过真空吸附安装在工件轴上作回转运动，安装在固定支架上的杯状磨轮以一定角度作回转运动，通过数控系统控制工件轴实现X、Y方向的进给运动。实际加工中，磨轮的磨削轨迹是一系列的同轴圆，当磨轮磨削轴对称非球面上某一点时，由于工件轴的回转运动形成圆周磨削，经过一定时间的数控进给运动，回转磨轮的表面所形成的包络面即为要加工非球面。
计算机控制抛光（CCOS）基本原理是建立在描述材料去除量与其影响因素之间关系的数学模型――Preston方程的基础上的。Preston方程描述如下：
(1.4)
式中 ——单位时间材料去除量；
非球面光学零件塑料成型技术
非球面光学零件塑料成型技术光学塑料成型技术是当前制造塑料非球面光学零件的先进技术，它包括注射成型、铸造成型和压制成型等技术。
光学塑料注射成型技术主要用来批量生产直径为100毫米以下的非球面透镜光学零件，也可制造微型透镜阵列。
而铸造和压制成型技术主要用于制造直径为100毫米以上的非球面透镜光学零件。
塑料非球面光学零件由于具有重量轻、成本低，光学零件和安装部件可以注塑成为一个整体从而节省装配工作量，以及耐冲击性能好等优点，在军事、摄光学塑料成型技术是当前制造塑料非球面光学零件的先进技术，它包括注射成型、铸造成型和压制成型等技术。
光学塑料注射成型技术主要用来批量生产直径为100毫米以下的非球面透镜光学零件，也可制造微型透镜阵列。
而铸造和压制成型技术主要用于制造直径为100毫米以上的非球面透镜光学零件。
塑料非球面光学零件由于具有重量轻、成本低，光学零件和安装部件可以注塑成为一个整体从而节省装配工作量，以及耐冲击性能好等优点，在军事、摄影、医学、工业等领域有着非常广阔的应用前景。
例如，在美国AN/AVS－6型飞行员微光夜视眼镜中就采用了9块非球面塑料透镜。
另外，在 AN/PVS－7步兵微光夜视眼镜、HOT夜视眼镜、“铜斑蛇”激光制导炮弹导引头和其他光电制导导引头、激光测距机、军用望远镜以及各种照相机的取景器中也都采用了非球面塑料透镜。
美国TBE公司在制造某种末制导自动导引头用非球面光学零件时，曾对几种光学塑料透镜成型技术做过经济分析对比，认为采用注射成型技术制造非球面塑料光学透镜费效比最佳。
注射成型技术注射成型法是将经过加热成为流体的定量的光学塑料注射到不锈钢模具中，在加热加压条件下成型，后经冷却固化后，打开模具便可获得所需要的光学塑料零件的一种非球面光学塑料透镜加工技术。
该技术的关键环节是模具，由于光学塑料模压成型的工作温度要求较低，所以对模具的要求相对要比对玻璃模压成型用模具的要求低一些。
非球面模具超精密加工相当困难，通常加工都是首先在数控（NC）机床上将模具坯件面磨削成近似非球面，然后用范成精磨法逐步提高非球面的面形精度和表面粗糙度，最后再用抛光法加工成所要求的面形精度和表面粗糙度。
cast 非球面抛光成型技术
cast 非球面抛光成型技术Cast非球面抛光成型技术是一种应用于光学元件制造中的高精度加工方法。
它通过使用特殊的模具，在铸造过程中将非球面形状直接铸造出来，并在后续的抛光过程中对光学表面进行加工，以达到光学元件的设计要求。
这种技术具有许多优点，例如高精度、高效率、低成本等，因此在光学制造领域得到了广泛应用。
非球面抛光成型技术相比传统的机械加工方法具有更高的精度。
传统的机械加工方法往往需要多次加工才能达到所需的非球面形状，而且加工过程中容易产生机械变形和热变形等问题，导致光学表面质量下降。
而采用非球面抛光成型技术可以直接在铸造过程中实现非球面形状，避免了多次加工带来的误差，从而提高了光学元件的精度。
非球面抛光成型技术具有高效率的优势。
传统的机械加工方法通常需要耗费大量的时间和人力，而且加工过程复杂，难度较大。
而采用非球面抛光成型技术可以在一次铸造过程中完成非球面形状的制造，大大缩短了制造周期，提高了生产效率。
同时，非球面抛光成型技术还可以实现批量生产，适用于大规模的光学元件制造。
非球面抛光成型技术还具有低成本的优势。
传统的机械加工方法需要使用复杂的加工设备和工具，而且加工过程中还需要经过多次的研磨和抛光等工序，增加了制造成本。
而采用非球面抛光成型技术可以直接在铸造过程中实现非球面形状，减少了加工工序，降低了制造成本。
另外，非球面抛光成型技术还可以采用一次性模具，避免了传统加工方法中需要定制复杂模具的成本。
当然，非球面抛光成型技术也存在一些挑战和局限性。
首先，由于铸造过程中受到材料流动性和热胀冷缩等因素的影响，可能会产生一些缺陷和变形。
因此，在设计和制造模具时需要考虑这些因素，以保证铸造出的非球面形状达到设计要求。
其次，非球面抛光成型技术对材料的要求较高，需要选择具有良好流动性和抛光性能的材料。
此外，非球面抛光成型技术还需要借助先进的抛光设备和工艺，以实现高精度的抛光加工。
Cast非球面抛光成型技术是一种在光学元件制造中应用广泛的高精度加工方法。
塑料非球面光学镜片注塑成型数值模拟与工艺优化的开题报告
塑料非球面光学镜片注塑成型数值模拟与工艺优化的开题报告题目：塑料非球面光学镜片注塑成型数值模拟与工艺优化一、研究背景光学镜片广泛应用于光学仪器、眼镜、相机、望远镜等领域，在现代科技和生活中发挥着重要作用。
传统的光学镜片多采用玻璃材料制造，但玻璃具有重量大、易破碎等缺点，不适宜应用于某些场合。
相比之下，塑料光学镜片具有密度小、刚性高、易加工成型等优点，在一些特殊应用领域已经得到广泛应用。
然而，由于光学镜片表面曲率和曲面形状在不同区域存在较大的差异，进而导致光线的传播轨迹变化，会导致镜片畸变、色散等问题。
为了解决这些问题，人们开始研究制造非球面光学镜片，通过在材料表面加工形成复杂曲面，以改善镜片的光学品质。
而制造非球面光学镜片的主要方法是注塑成型，但该过程相对复杂，需要进行数值模拟，以期在制造过程中优化各项参数达到理想的注塑效果。
二、研究内容本文旨在研究塑料非球面光学镜片注塑成型数值模拟与工艺优化。
具体研究内容包括：1. 根据塑料非球面光学镜片的设计要求和材料特性，确定最佳的成型工艺参数。
2. 建立数值模拟模型，对注塑成型过程进行仿真计算，并对计算结果进行可靠性验证。
3. 分析影响注塑成型质量的关键因素，以及各因素之间的相互作用规律。
4. 探索最优的注塑成型工艺参数组合，以实现塑料非球面光学镜片的高品质制造。
三、研究方法本研究将采用综合分析方法，结合数值模拟、工艺试验等手段，在实验基础上构建注塑成型模型，模拟非球面光学镜片的注塑成型过程，并对模拟结果进行优化和验证。
具体方法包括：1. 基于实际需求，确定光学镜片的设计要求和材料特性，并选择合适的塑料材料。
2. 构建注塑成型模型，建立相应的数值模拟计算程序。
3. 进行仿真计算，得出注塑过程中的温度场、熔流场等相关数据，并进行模拟结果的质量验证。
4. 分析注塑成型过程中的关键因素，并探索最优的注塑成型工艺参数组合。
5. 进行工艺试验，以验证模拟结果的可靠性，并优化注塑成型工艺参数。
关于非球面加工工艺的研究
关于非球面加工工艺的研究发布时间：2021-07-01T17:00:40.510Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷3月7期作者：詹达举[导读] 近年来，随着非球面的光学器件在越来越多的光电产品中广范应用，因此市场的规模也在不断扩大，詹达举世大光电（深圳）有限公司 518000摘要：近年来，随着非球面的光学器件在越来越多的光电产品中广范应用，因此市场的规模也在不断扩大，在这样的情况下，高精度、低成本以及非球面的光学元器加工工艺也越发重要，在这样的情况下，提升对于光学元器件的加工工艺研究，成为了当前的研究主要方向，有着非常广阔的市场，因此本文主要对非球面加工工艺进行研究，希望对相关从业人员有一定的参考作用。
关键词：非球面；光学镜片，加工工艺引言：光电产品在当前的社会中，承担着非常重要的作用，在各行业的生产之中，很多技术都离不开光学非球面元件的使用，非球面镜片的曲率半径随中心轴而变化，以提高光学质量，减少光学元件，降低设计成本。
与球面透镜相比，非球面透镜具有独特的优势，因此已广泛用于光学仪器，图像和光电行业，如在摄影镜头，电影变焦镜头、手机摄像，航天卫星，红外望远镜、录像机镜头、光纤通信的光纤接头、医疗仪器等。
当前的市场中，有着广阔的前景，提升对于非球面技术的应用，取得了非常有效的成果，当前市面上有很多这种类型的机器，本身加工技术也较为成熟，所以以下就是对这部分技术的一个初步分析，研究非球面加工工艺应该如何实施。
一、非球面分类在当前实际的使用之中，非球面通常分为二次非球面，高次非球面和自由曲面。
二次非球面是光学系统中使用最广泛的表面，与其他类型的非球面相比，它具有特殊的位置是最常见的非球面。
高次非球面广泛用于光学系统中消除球差、彗差，像散、场曲,减少色差，减化结构，从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特性。
自由曲面在不对称的光学系统领域有突出的作用。
如可视VR，离轴影像处理。
二、非球面技术的优势（一）像差校准非球面透镜是用来代替球面透镜的，其最大的优点是可以校正由准直聚焦系统中的球面透镜引起的球面像差。
非球面相关技术简介PPT课件
2021/6/7 31
光學塑膠材料的理想性質
高透光度 高折射率，且穩定度佳 色散小(即阿貝數大) 耐熱性佳，適合表面蒸鍍 耐候性(水解，氧化，輻射…)強 吸水性低 加工性佳
2021/6/7 32
光學鏡片用塑膠材料主要物性
2021/6/7 1
投影機
2021/6/7 2
光碟機
Disc
Loader
Spindle
LD
PD
Motor
Personal Computer
Pickup Head
RF Amp. Servo Signal Processor
Digital Signal Processor
Interface Decoder
OZ1000, 1330
1.161.19 1.0-1.1
CycloEster Arton -F,FX18
1.08
0.4,0.28
Cyclo-Olefin
Topas Zeo-5013 nex
480
1.02
1.01
<0.01 <0.1
Carbonate
PC
Panlite
AD-5503
1.20
1.20
0.4
重量輕 易染色 耐衝擊 成形能量低
玻璃
抗輻射 耐候性佳 抗刮性強 易表面鍍膜 (例:抗反射膜)
隨光強度變色 (例 : 變色太陽眼鏡)
高折射率
2021/6/7 30
傳統光學塑膠的缺點
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) 吸水性高(2 %) 吸水膨脹，使熱變形溫度和折射率下降
PS(聚苯乙烯) 硬度較低 耐熱性低，易產生氣體 難以塗佈抗反射膜 雙折射強
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模具结构图(5M数码相机塑胶镜片)
模仁的设计方式 及精度要求(材 料为:STAVAXHRC52度,端面 镀镍后精加工)Fra bibliotek模具制造
要达到模具设计的精度，在模具制作时必须考虑周详，并且 确实检测重要尺寸。模具大致分为模仁、模套、模座及其配 件等三个部分，各部分与成品都有重要的关系，简述如下： 镜片成品其实是复制模仁的形状及尺寸，所以模仁是模具中 决定镜片质量最重要的部分。模仁的制造是以STAVAX镀上 无电镀镍层做为粗胚，经过外形研磨，然后使用单晶钻石切 削成品面以达到镜面要求，亦可提高模仁使用寿命。 模套是结合模仁与模座间的重要零件，目的是独立定位公母 模套，可降低成品错位的情形，并且在模具需要更换不同用 途的产品时，只需要更换模套，模座依然可以共享。模套的 制作是以不锈钢材制作粗胚，先加工流道及浇口，最后做模 仁及定位孔的加工。 模具中的另一个重要零件为模座，泛指公母范本、承板、上 下顶出板、间隔板、公母模固定板及其它零件，模座的几何 精度及定位精度对成品精度有很大的影响。
模具制造 的时候,经验非常重要,加工者必须领会设计 者的要求,同时设计者也要考虑到加工的难度.厉害加工 人员会将最简单的加工方式应用在能达到最高精度的 层面.
例1: 加工一个20mm的通孔,要求圆 度0.005mm,同轴度0.002mm以内, 同时还要有垂直度的要求.怎么做 呢? 我建议如下加工: 外型OK 后,W/C(线切割)加工20的孔,留单 边10条余量,然后J/G(坐标磨床)加 工到规格.
3.3 精密射出成型技术
整个过程中塑料产生了相变化、密度变化、温度变 化及压力变化。为了要能掌握塑料变化的情形，除 了要了解材料的加工性质外，运用实验计划法分析 成形条件的趋势，更是精密成形的关键。 成形技术的目的，是希望成品能够有良好的再现 性，并符合形状精度要求。前者需要的是成形条件 范围大，机台和模具的精度及稳定性高﹔后者需要 成形收缩变形小，成品对称性高。这些要求除了需 要良好的成形技术外，也需要模具技术、硬设备及 环境的配合。
数码相机镜头应用
镜片的各种形状
手机镜头应用
数码相机镜头应用
红外镭射测距仪器应用
DVD-RW-COLLIMATOR-LENS
2.塑胶镜片的优缺点.
塑料制品生产速度快，适合大量及自动化的 生产，所以容易降低价格﹔塑性良好因此耐 冲击﹔因为塑料比重低，因此重量相对的较 轻，可以让整个系统重量降低﹔而且成品形 状自由度高，可以将系统的机构组件与光学 组件合并，减少零件数量，并简化系统组装 程序﹔利用这样的优点，我们可以设计特殊 架构的光学组件。
山姆大叔的ZYGO干涉仪(非接触式测量)
干涉仪为非接触式的量测方式，可对球面或平面模仁及镜片作几何形状的量 测，亦可对镜片作光学性能的量测。 对于镜片的光学性能评价，最普遍为业界所使用的，是利用干涉仪仿真光学 系统的光路，经反射回来后，量测光路经由待测镜片所造成的各项波面收差 值。
5.镜片为何需要镀膜？
3.光学设计 镜片成型加工过程控制及相关 制造技术交流. (含模具制造,设计,加工讨论)
3.1 塑料应用的光学设计
在光学设计上，通常需要考虑两个因素：材料的选用和 形状的设计。了解光学设计的要点与射出成形之间的关 系，在与光学设计者讨论时较有概念，也可以对于设计 者所设计的镜片可行性及困难度加以评估与判断。
6.数码相机购买建议
1.现在市场上面的包括日本货 (SONY,CANON,NIKON,OLYMPUS,FUJI,PANASONIC……), 欧洲货(LEICA,蔡斯……),美国的KEDAK几乎没有哪个是 100%完全的进口货,一般都是台湾/大陆的一,二级ODM工 厂/OEM工厂加工,所以也没有绝对的进口原产货. 2.不要一味的追求高像素. 我们电脑屏幕一般就1024*768,130W像素而已,如果您 买个800W像素的相机,试问哪个屏幕可以完全展开来!~ 何况像素越高,文件越大,存储需要的空间越大.除非专业 需要,不然500W是首选.足已…… 3.不要以为鬼子的东西就好. 我在台湾最大的光学代工工厂做了5年,深知鬼子的那一 套,一般都是ODM的,但是CCD/CMOS是鬼子的,那没办法
塑胶非球面镜片的应用及制造技术
版权所有人: 李亮 欢迎盗版!~ ☺
自我介绍:
真实姓名: 李亮 SIMWE ID: sintai 毕业学校: 没大家的出名,省略…… 目前从事的工作: 项目主管(光学镜片/镜头 项目,包括mobile lens, camera lens) 研究方向: 对称非球面塑性成型的预补正技 术(小有心得,嘿嘿!~)
机器的内部结构
4.高精度轮廓再现测量技术.
基本的量测包括了模仁的量测和镜片的 量测。一般而言，镜片量测又分为接触 式量测和非接触式量测，非接触式量测 也称光学量测。 塑料的硬度、弹性系数比金属小，如以 金属相同的量测方式，会因成品变形而 失真，应考虑塑料特性加以修正，才能 增加量测的精度。
目前世界上最先进的轮廓测量仪器鬼子panasonic 的UA3P测量数据(接触式测量)
谢谢指教!~
在选用光学塑料的时候，几个光学特性是必须注意的， 比方说：穿透频谱、反射损失、吸收，也就是穿透率， 一般在88~92%之间、还有折射率、折射率稳定性，是 指射出成形后的稳定性、色散、双折射特性等。 光学塑料的物理特性在光学设计时也需要考虑进去，比 如说塑料材料的吸水性、成形收缩率、玻璃转移点温 度、热变形温度、流动性、比重、强度、抗刮，耐高 温、抗化学、电气、耐冲击等。 在形状设计方面，光学设计人员应考虑塑料的光学和树 脂特性来设计形状，也就是说，不同的塑料材料会有不 同的特性，光学设计人员会利用这样的特性去设计出易 于成形的形状，让厚薄比、形状变化等保持在一定的限 度。
塑料的缺点有：温度特性差：和玻璃相较，塑料容 易受环境影响光学特性。因为一旦耐热温度低，热 膨胀系数大，光学组件就会变形而影响光学特性。 精度较玻璃低：塑料由于材料特性的关系，因此不 均匀性较高，容易产生收缩变形，导致精度不容易 控制。抗刮力差：塑料的机械强度较低，材质的硬 度不像玻璃坚硬，因此抗刮力差。与光学玻璃相 较，材料种类较少：由于光学玻璃发展已有很长一 段时间，所以塑料镜片和其相较之下，材料种类较 少，而且折射率较低，大约在1.5到1.6之间，分布 较狭窄。有双折射现象：造成光学性能降低。要有 一定的产量才符合经济效益：塑料射出成形的模具 价格十分昂贵，一个模具开下去，可能需要几十万 或百万的费用，所以如果没有达到一定的产量规 模，便不符合经济效益。大小受限制：塑料镜片射 出成形在∮100mm以上的精度不足，会有成形上的 问题，也可以说尺寸愈大，精度愈难控制。
为什么镜头和镜片上需要镀膜？这是因为任 何物体对光线都有反射作用，连无色透明的 玻璃也不例外，差别在于光线的角度是否会 形成反射效果。对于理想状态下的镜片而 言，光线能够完全透过镜头，并正确的在底 片或 CCD 上完全聚焦。然而，事实上却是， 每一种镜片都受到自身物理因素的限制，导 致像差的产生.所以，由众多有『问题』的镜 片所结合而成的镜头是不可能让理论上所有 各种角度的光线完全穿过。以氧化镧光学玻 璃为例子，其透光率可达到 90%以上，剩下 的 10% 则会反射出去，形成炫光。为了弥补 这项缺失，后来的镜片研究者开发了在透镜 表面镀上一层膜来增加透光效果。
Canon 系镜头反射的红紫光
Nikon 系镜头反射的黄绿光
一般来说镜片表面的镀膜层本身是无色透明的。只有 没有透过镜片的光线会被反射回来，形成人眼可见的反光。 透过镜片的光线越多，反光则越弱。不镀膜的镜头，其镜片 的透光率比较低，镜片表面的反光比较严重，对光谱中的各 种光线都有较强的反射，因此反光的综合色为白光；SC 单 层镀膜的镜头，其镜片表面的反光较弱，大大增加光谱中部 的黄绿光的透过率，只有光谱两端的红光和蓝光才被反射， 因此反光一般呈淡蓝紫色；SMC 多层镀膜的镜头，其镜头 的透光率极高，镜片表面的直接反光很弱，需要盖上镜头尾 盖，正对着镜片玻璃逆光观看，从镜片的侧面观察才可以看 到彩色的反光，这种反光依不同厂家的镀膜特性可分为深红 （增透蓝光）、深蓝（增透红光）、深黄（增透蓝绿光）和 深绿色等。其中深绿色的镀膜可以同时增加光谱两端的蓝光 和红光的透过率，只有光谱中部的黄绿色光才被反射回来， 因此这种增透膜的透过率曲线有红、蓝两个增峰值，有效的 沿广色域。考虑到如果所有的镜片都镀上同一种增透膜，则 这个镜头必定会发生偏色。因此，每一个镜头的不同镜片， 都必须根据镜片所用的材质及其对不同色光的吸收程度，分 别镀上不同特性的增透膜，相互搭配起来，才能使镜头总和 的透光率增加，又能使镜头对色光的透过率达到平衡
一般光学设 计光路图
3.2 模具设计,制造技术
模具技术含有下列三个要素：模具设计、模具制作和模仁 加工。 塑料射出成形的制程是将塑料射入模具，经过充填、保 压、冷却三个步骤完成，因此，如果模具设计不当，就会 影响整个制程和成品。模具设计包含浇道、浇口、排气、 定位、顶出、模温控制等，对成形的品质量都有影响，此 外，还需考虑模具材质的摩耗、腐蚀等。 第二个要素是模具制作，我们必须选择各零件的尺寸搭 配、加工方法及加工程序。 最后一个要素模仁加工，指的是模仁镀镍及镜面加工技 术，模仁加工技术愈精密，镜片的形状精度相对地也会提 高等级。
目 录
1.塑胶镜片应用介绍. 2.塑胶镜片的优缺点. 3.光学设计 镜片成型加工过程控 制及相关制造技术交流.(含模具制 造,设计,加工讨论) 4.高精度轮廓再现测量技术. 5.光学薄膜技术应用. 6.和大家探讨购买自用CAMERA的 要点.
1.塑胶镜片应用介绍.
塑料镜片可以应用在相机、数字相机用的观景 窗、镜头镜片；投影机、背投式电视用的镜头镜 片；最好的例子是CD/DVD读取头上所用的pickup lens 、 grating lens、DOE，年产量在数亿颗以 上；还有LCD面板上的背光板、导光板也可以看 到塑料镜片的应用；在各种光学系统中，光学组 件适合在塑料镜片上作微细结构，产生绕射、折 射、分光或偏光现象，因此也适合应用在Frenel lens, F-θ lens上。 总括来说，塑料镜片非常适合用在消费性的光电 产品，因为这类产品需要降低成本，精度要求与 专业仪器相较下比较低，生产量很大而且要求产 品轻薄短小，正好符合塑料镜片的特色。