非球面光学设计
光学件中的球面和非球面
光学件中的球面和非球面说到光学件，大家大概都不陌生吧？眼镜片、相机镜头、望远镜这些东西，你我生活中随处可见。
其实它们背后都离不开球面和非球面这两个大杀器，怎么说呢，这两个看似简单的术语，却能影响到我们日常生活中大大小小的视野。
咱们今天就来聊聊它们俩，话说这两者之间的区别，其实没有那么复杂，打个比方，就像是你用勺子喝汤和用吸管喝饮料，看起来都能喝，但体验感完全不一样！咱们来说说什么是“球面”吧。
简单来说，球面就是一种圆圆的形状，想象一下一个乒乓球或者篮球的表面，圆得不能再圆了。
球面镜片的特点就是它的曲率半径在每个方向上都是一样的，也就是说，无论从哪个角度看，镜片的弯曲度都是相同的。
所以，当光线照射到球面镜片上时，光线会被均匀地折射，形成的图像也比较标准。
听起来是不是有点像一个永远不会偏心的完美世界？但是，完美的东西往往也有它的缺点。
比如，球面镜片的成像质量不一定能做到完美，尤其是在边缘部分，图像可能会出现模糊，影响观感。
比如你戴上眼镜，正对着眼镜中心看东西清楚，但稍微一偏，画面就开始有点儿“雾气”，就是这个原因了。
说到这里，估计有些人会想，球面不好，那非球面是不是就一定好呢？嘿嘿，这就是另一个故事了。
非球面镜片呢，顾名思义，它就是不规则的，形状可不再是那个圆乎乎的球体了。
你可以把它想象成一个有点儿弯曲的橙子皮，或者是一颗不完美的苹果。
这种镜片的曲率是不同的，不像球面镜片那样每个方向都一致，所以它的光线折射和成像效果可以更加精确，尤其是在镜片的边缘部分，能够大大减少模糊的现象。
如果球面镜片像是用勺子喝汤，那么非球面镜片就像是用个吸管喝，清晰得很，边缘也不会失真。
非球面镜片的最大优势就是它能让镜片变得更薄更轻，这对于戴眼镜的朋友来说，绝对是福音。
你想啊，原本厚重的眼镜变薄了，戴上去不仅更舒服，整个气质也显得更时尚一些。
谁不想看起来年轻一点，轻松一点呢？不过，非球面镜片也不是没有缺点，毕竟天下没有免费的午餐。
非球面镜片(眼镜光学技术课件)
• 个性化双面非球面 随着 自 由 曲 面 加 工 技术在镜片研磨生产中的应用，
很多精细化的设计都可以生产出来，根据配戴者的各种配 戴数据，进行像差修正的设计，使镜片非球面化达到真正 的个性化。
三、需要注意的事项
1．在减少镜片周边像差的同时，镜片周边的度数与中 心相比会变弱，用周边视物时会不清楚。
2．戴非球面镜片，有时觉得有背后来的反光，这是由 于非球面弧度低平，镜片内侧与角膜距离大，后面来 的反光可以反射到眼里，形成视觉干扰。
小结
非球面镜片较球面镜片的优点 薄、轻、美观（基弧平坦）、清晰 非球面镜片的设计原理 • 较平坦的光学表面 • 能控制显著的斜向散光
非球面镜片使用中会出现的问题
• 周边不如中心清楚 • 可能会有平坦表面反光现象
片，在设计上大多采用小的镜片弯度，再用非球面的设 计修正像差。镜片的后表面仍然是正常的球面或者环曲 面设计。
• 凹面非球面 内表面的环曲面设计成非球面，也就是环曲面非球
面化，可以解决内表面散光引起的像差。
二、非球面镜片的设计原理
5. 双面非球面
• 标准双面非球面 可进行高度的像差修正，成像质量比单面非球面的要
二、非球面镜片的设计原理
1. 表面平坦
• 在镜片厚度计算中，镜片基弯越大，镜片越厚。 • 镜片厚度影响着戴镜者对美的追求，因此平坦的基弧
设计解决了这一问题。
• 对于球面镜片，平坦的基 弧使得镜片变薄，但因斜 向入射产生较大的像散。
车尔尼椭圆— 消像散
二、非球面镜片的设计原理
2. 消像散
非球面的弯面不会局 限于球面的面型，非球面 的外弯是由椭园或双曲或 抛物球面构成的。这样就 保证了镜片不会因像散而 影响视觉效果。
全焦镜片的防控原理是
全焦镜片的防控原理是
全焦镜片是一种具有大视场、高分辨率和低畸变的光学玻璃镜片。
其防控原理主要包括物理原理和表面涂层两个方面。
物理原理方面，全焦镜片采用非球面光学设计。
传统的球面镜片由于其曲率半径处处相等，难以满足大视场、高分辨率和低畸变的要求。
然而，非球面镜片将光线折射的曲率半径根据场角度的变化进行调整，从而对抗球差、像散、色差等畸变现象，使成像更加清晰、准确。
全焦镜片通过曲率半径变化的方式纠正透镜内外的球差，从而实现大视场的要求。
其中，内弯透镜表面的曲率变化能够调整球差，外弯透镜则主要用于控制畸变和像散。
当光线通过全焦镜片时，非球面曲率半径的变化使得光线在透镜内部发生多次折射，从而实现对球差的修正。
通过优化非球面设计参数，可以使透镜在不同视场下的球差较小，从而提供更大的视场角度。
另一方面，全焦镜片还采用了表面涂层技术进行畸变和像散的补偿。
透镜片的表面涂层可以改变光线的折射率和反射率，进一步纠正色差和某些像散。
表面涂层主要包括抗反射涂层和色散补偿涂层。
抗反射涂层能够减少透镜片表面的反射，提高光线透过率，增强成像的清晰度和亮度。
色散补偿涂层能够根据光
线的波长，通过引入不同的薄膜层厚度和折射率，实现有效的色散纠正，减少色差。
综上所述，全焦镜片的防控原理是通过非球面光学设计和表面涂层技术相结合，对抗球差、像散和色差，实现大视场、高分辨率和低畸变的效果。
全焦镜片的防控原理在光学领域具有重要的应用价值，并且不断推动着光学器件的发展和进步。
光学非球面的设计、加工与检验
光学非球面的设计、加工与检验光学非球面的设计、加工与检验是现代光学技术领域的重要内容。
非球面镜头是一种光学元件，其曲率半径不是球形，可以用于改变光路、调整成像质量和改善成像形态等方面。
在非球面镜头的设计过程中，需要充分考虑光线的折射和反射，
以及材料的折射率和色散等因素。
设计师需要采用先进的光学软件进
行模拟优化，不断调整镜片形状和参数，以达到最优光学效果。
加工非球面镜头是一个复杂而精密的过程。
需要采用高精度加工
设备和技术，以确保镜片的形状和表面质量。
在加工过程中需要考虑
到材料的特性，如可加工性、耐磨性和耐腐蚀性等，并进行合理的质
量控制。
镜片检验是保证光学精度的关键步骤。
可以采用光学检测设备进
行检验，如干涉仪、激光测量仪等。
通过检验，可以了解镜片表面的
误差和偏差，从而进行调整和改进，提高光学成像质量和精度。
总之，非球面镜头的设计、加工和检验是一个紧密相连的过程，
需要充分考虑光学原理和技术要求，并采用先进的设备和技术手段，
以确保光学元件的高质量和高性能。
设计大孔径小视场非球面单透镜
设计大孔径小视场非球面通过工程光学的学习，我们知道大孔径小视场的球面单透镜，其像差大得难以忍受，对于球面单透镜而言这是难以解决的问题。
不过随着非球面的出现，这已经不再是难题。
下面我们使用ZEMAX 软件设计一个非球面单透镜。
1.计算并输入初始透镜数据假设用BK7玻璃（n d =1.516800，v d =64.167336）来设计一个焦距f ′=50mm ，相对孔径D/f ′=1/1，视场2w =2o 的单透镜，首先使用薄透镜光焦度公式Ф=(n -1)(ρ1-ρ2)估算出透镜的曲率半径（双面等凸）约为50mm 和-50mm [5]。
然后运行ZEMAX 。
主屏幕会显示镜片数据编辑表（LDE ）。
首先我们需要为镜片定义一个孔径。
由于焦距f ′=50mm ，相对孔径D/f ′=1/1，所以孔径取50mm 。
点击快捷键“Gen ”，出现“通常数据（General Data ）”对话框，单击“孔径值（Aper Value ）”一格，出现“入瞳直径（Entrance Pupil Diameter ）” 对话框，输入值：50。
下来注意到在LDE 中显示的有三个面：物平面（OBJ ）、光阑面（STO ）、像平面（IMA ）。
对于透镜来说，我们共需要五个面：物平面、光阑面、前镜面、后镜面和像平面。
移动光标到像平面的“无穷（Infinity ）”之上，按INSERT 键两次，插入2和3面。
输入透镜半径和使用的玻璃，注意缺省的单位是毫米。
透镜厚度先填入0，即薄透镜状态，可以看到ZEMAX 底框中EFFL 约为50mm ，说明薄透镜曲率半径的计算结果正确，但透镜厚度为零的镜片在现实中是找不到的，所以输入厚度25mm 来进行设计。
接着我们为系统输入波长。
点击主窗口上方的快捷键“Wav ”，屏幕中间会弹出一个“波长数据（Wavelength Data ）”对话框，填入0.5875618（缺省的单位是微米），权重为1，然后按“OK ”键退出。
非球面镜片的设计原理与应用论文
非球面镜片的设计原理与应用论文1. 引言非球面镜片是一种新型的光学元件，其设计原理和应用已经引起了广泛的关注。
本文将介绍非球面镜片的设计原理和它在光学领域的应用。
2. 非球面镜片的设计原理非球面镜片的设计原理是基于光的折射和反射现象。
传统的球面镜片在焦距、像差等方面存在缺陷，而非球面镜片通过改变曲率将光线聚焦或分散，从而改善光学系统的性能。
设计非球面镜片的过程可以分为以下几个步骤：•确定设计要求：根据光学系统的需求，确定非球面镜片的特性，例如焦距、像差等。
•选择非球面曲线类型：非球面镜片可以有不同的曲率类型，如二次曲面、高阶多项式曲面等，选择合适的曲率类型能够满足系统需求。
•确定非球面曲率分布：根据设计要求和选择的曲率类型，计算出非球面镜片的曲率分布，以实现所需的光学性能。
•优化设计：对初步设计进行优化，通过计算和模拟，调整非球面镜片的曲率分布，以进一步改善光学性能。
•制造和测试：根据最终的设计结果，制造非球面镜片并进行测试，验证设计的准确性和性能。
3. 非球面镜片的应用非球面镜片在光学领域有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：3.1 光学成像系统非球面镜片在光学成像系统中起到关键的作用。
通过精确设计和定制曲率分布，非球面镜片能够纠正球面像差和色差，提高图像的清晰度和质量。
3.2 汽车前照灯非球面镜片被广泛应用于汽车前照灯系统中。
通过设计特定的曲率分布，非球面镜片能够将光线集中在道路上，提高夜间行驶的安全性。
3.3 显微镜和望远镜非球面镜片也被应用于显微镜和望远镜等光学仪器中。
由于非球面镜片可以更好地纠正球面像差和像散，因此能够提供更清晰和准确的观察结果。
3.4 激光系统非球面镜片还被广泛应用于激光系统中。
通过定制的曲率分布，非球面镜片能够改变激光束的形状和聚焦效果，满足不同应用场景的需求。
4. 结论非球面镜片的设计原理和应用具有重要的意义。
通过合理设计非球面镜片的曲率分布，可以改善光学系统的性能，并在各种应用场景中发挥关键作用。
光学非球面的设计、加工与检验
光学非球面的设计、加工与检验
光学非球面（aspherical）的设计、加工与检验是光学领域中非
常重要的主题。
与球面镜不同，非球面镜的曲率半径是不同的，从而
可以实现更复杂的光路设计，使得像差和畸变得到校正。
首先，非球面镜的设计通常采用光学设计软件，如Zemax、Code
V等。
设计师需要根据系统的要求，选择合适的非球形曲率，并进行优化，以达到更好的成像质量。
此外，许多非球面元件是自由曲面，其
形状没有数学解析式，因此需要进行参数化建模，并通过优化算法，
对设计进行特定的目标函数的优化。
然后，非球面镜的加工也有其特殊性。
传统的机械加工难以精确
地制造复杂曲率的非球面，因为这需要超高精度的加工设备和领域专
家的卓越技能。
目前，许多先进的加工技术已经得到应用，例如电解
抛光、激光抛光等。
这些高效、高精度的加工技术，使得制造非球面
镜变得更加容易和可行。
最后，非球面镜的检验也是必不可少的。
由于非球面曲率形状是
非常复杂的，无法被通用的球差检验方法所测量。
因此，许多特殊的
检验方法已经被提出。
例如干涉法、投影法、衍射法等。
这些方法可
以精确地测量非球面镜的曲率和形状，确保其具备高精度的成像功能。
综上所述，非球面光学元件的设计、加工以及检验是光学领域的
重要组成部分，对于现代光学系统的优化和实用化起到了关键性的作用。
特殊镜片光学技术—非球面镜片(眼镜光学技术课件)
另外，轻而薄的设计也是人们的追求，非 球面镜片的设计，改善了一些问题。
三、非球面镜片
目前眼镜业通常讲的“非球面镜片”是指 在镜片减薄的同时消像散的非球面镜片。也就是 说，非球面镜片表面是在距离光学中心的某一位 置开始，镜片表面以合适的速度渐渐改变了原有 的曲率，从而达到在提供一个较平坦的光学表面 的同时又能控制显著的斜轴散光的目的。
• 教点
• 能力要求 了解非球面镜片的特点
• 素质要求 1. 独立学习、独立思考 2. 发现和总结实验现象及规律 3. 团队合作 4. 爱护实验仪器
一、非球面镜片表面特点
非球面透镜最大特点是曲率半径随着中心轴 不断变化，而不像球面透镜是个常数。 非球面 透镜曲率半径变化的设计用以改进光学品质。
球面
非球面
二、各种非球面镜片
广义上讲，只要镜片的任意一个表面不是 球面或球柱面的，都称为非球面镜片。目前可以 基于不同的目的，设计和加工不同的非球面镜片。 比如有减薄目的的缩径镜片、薄膜镜片，有矫正 不同视距的渐变焦镜片，有减薄的同时消像差的 非球面镜片，还有其它镜片表面形式等。
三、非球面镜片
在球面镜片中，存在有球差、彗差、像散、 畸变、场曲、轴向色差和垂轴色差等像差。
1.消像散
球面镜片
非球面镜片
2.薄而美观
球面镜片
非球面镜片
玻璃非球面镜片的手机镜头设计
在手机镜头设计中，需要对玻璃非球面镜片进行多层镀膜，以提高 镜头的透光率和抗反射性能。
光学性能
玻璃非球面镜片的光学性能需要满足手机摄像头的成像要求，包括 焦距、畸变、色散等方面的性能。
玻璃非球面镜片与其他材料的比较
与塑料非球面镜片比较
01
玻璃非球面镜片具有更好的光学性能和稳定性，但同时也更重、
挑战二
如何提高镜头的抗冲击和抗划伤 性能？
解决方案
采用自动化生产线和先进的加工 技术，优化生产流程。
挑战三
如何降低生产成本并提高生产效 率？
解决方案
对镜片表面进行特殊镀膜处理， 增强其硬度和抗划痕能力。
手机镜头设计的未来趋势
1 2
更先进的图像传感器和算法
随着技术的进步，手机镜头将配备更先进的图像 传感器和优化算法，进一步提升成像效果。
设计目的
01
02
03
提高成像质量
通过采用玻璃非球面镜片， 优化镜头的光学性能，提 高图像的清晰度和对比度。
减小镜头尺寸
利用非球面镜片的特殊曲 率，有效减小镜头的整体 尺寸，满足手机轻薄化的 设计需求。
增强拍摄效果
通过精心设计的镜片组合 和镀膜工艺，实现多种拍 摄效果，如背景虚化、微 距拍摄等。
02
更脆。
与球面镜片比较
02
玻璃非球面镜片能够更好地控制畸变和失真，提高成像质量。
与复合材料比较
03
复合材料的非球面镜片具有更好的轻薄性和抗冲击性能，但光
学性能可能不如玻璃。
04
手机镜头设计流程
设计流程概述
需求分析
明确手机镜头的功能 需求，如拍照、录像、 夜景模式等。
方案设计
轴对称非球面设计
双胶合透镜消除色差
非球面透镜消除色差
（3）一个非球面透镜矫正像差的能力等于多个球面透镜，
可以减小光学系统的设计体积及重量，降低光学系统总体 成本。
多个球面透镜消像差
非球面透镜消像差
三、非球面的应用
照相机镜头设计 显示镜头设计 DVD读写头 军事夜视系统 导弹头锥体 高能激光光学 医疗人工晶体 航空航天领域
y
M(x, y)
n1
P
O
s
这样，得到的是一个四次曲线
n2
方程，将此曲线绕光轴旋转而 形成的曲面称为笛卡儿卵形面，
P′ 它就是PP′ 等光程面。此面只
s′
x 是轴上物点的等光程面。
由于卵形面加工困难，一般透镜采用球面系统，能对光轴附近 的小物体成像——傍轴成像
N M
[FMF′] = [FNF′]
F′
z= 1+
cy2 1 − (1 + K )c2 y2
+α2 y2
+α4 y4
+α6 y6
+⋅⋅⋅
y
旋转轴
z
7、Zemax中的非球面公式
x= 1+
cy2 1 − (1 + K )c2 y2
+α1 y2
+α2 y4
+α3 y6
+⋅⋅⋅
二次非球面
第1项为二次非球面，第2项为抛物面方程。
第1项的顶点曲率半径R1=1/c，第2项的顶点曲率半径 R2=1/2α1 。 Zemax程序中偶次非球面“曲率半径”指的是R1 。
F
从椭圆右焦点F以任何角度发出的光线经椭圆面反射后都能到达左 焦点F’，并且所经的光程为恒定值，椭圆为F和F’的等光程面。
非球面眼镜片的像差分析和设计
" 初级像差公式
基于简化眼模型的镜片人眼光学系统如图* 所 示， 镜片的后顶点离人眼转动中心的距离为 !， 理论 上可认为孔径光阑位于该转动中心处。镜片将无穷 远处的景物成像于非正视眼以转动中心为球心的远 点球上， 再由眼屈光系统成像在视网膜上。正视眼 的清晰视觉远点在离眼睛无穷远处， 近视眼的远点 在眼球前面， 即眼和无穷远之间， 远视眼的清晰视觉
取镜片折射率 ! #" ， 由 （ ） > 6 6 , $ #% H! !， 式得到如图%和图)所示的消像散 %% . % 关系曲线， 图%和图)分别是镜片后、 前表面为非球面的情况， 其横轴是镜片后顶光焦度 %， 在薄透镜情况下等于 镜片光焦度， 纵坐标是镜片后表面的光焦度 %%。 图 或 % #,的曲线是球面镜片的 / 中) 0 + 1 ’ 2 3 4 3 5 " #, ) 椭圆， 标有二次曲面系数) 或 值为 、 、 、 ) , $"" $" % " ［ ］ 中给出的曲线相似。 文献 ［ ］ " ,等的曲线与文献 6 6 对于利用非球面系数消像散情况作了详尽的分析，
3 *
? 1 * A B . , / C B D . , > , D 2 ; ; > = ,+ , . , / 9 E , D D 9 > B ; < @ @ B C 9 > = ; < , G > 9 G / , / , ; < F
设镜片厚度等于零， 通过追迹无穷远轴上点近 轴光线和轴外点通过转动中心的近轴主光线， 并应 ］ 的公式 （ ） 及相应的归一化条件： 镜片 用文献 ［ ) " 1 " 焦距 （或光焦度） 、 上述平行光轴的近轴光线入射高 ， 近轴主光线在镜片 度、 拉格朗日不变量归一化为* 前表面处的入射视场角归一化为3 ， 得到归一化的 * 、 彗差 " 、 像散 " 、 匹兹万场曲 赛德尔初级球差 " * " $
组合非球面太阳能聚光镜的光学设计
组合非球面太阳能聚光镜的光学设计秦华;冯东太;葛硕硕;王勇【摘要】In this paper , a build-up aspherical solar concentrating mirror and its design method are presented . It is composed of 38 pieces of revolution surfaces , and each piece of revolution surface is the part of the as-pheric surface defined by a set of specific coefficientsC,a2 ,a4 ,a6 ,a8 ,a10 .According to the even aspherical e-quation and the law of reflection in vector form , the relationship between the direction vectors of rays of light reflected from the inner wall of aspheric surface and the coefficients of an aspherical equation , C,a2 ,a4 ,a6 , a8 ,a10 , has been derived .By appropriately choosing these aspherical coefficients , namely, appropriately ad-justing an aspherical surface type , the reflected light beam can have specific direction vectors , which can make the sunbeams incident on an aspherical inner wall focus on a particular area and form a small spot .Each group of specific coefficients is obtained by using particle swarm optimization algorithm .The focusing effect of the solar concentrating mirror with the specific coefficients is demonstrated by using computer simulations and proved experimentally .The theoretical compression ratio for this concentrating mirror is 330∶1 .The focused spot can be used as a high temperature heat source and the concentrating mirror can be used in a solar heating device .%提出了一种组合非球面反射型太阳能聚光镜并给出了设计方法。
国内外非球面研究现状
非球面研究是光学设计和制造领域中的一个重要方向。
非球面表面相对于传统的球面表面具有更灵活的光学设计和更广泛的应用。
以下是国内外非球面研究的一些主要现状：
国内非球面研究现状：
1. 科研机构和企业：中国的一些光学研究院、大学光学研究团队以及一些光学制造企业在非球面技术研究方面取得了一些成果。
例如，中国科学院光电研究院、清华大学等都有相关研究团队。
2. 军事应用：在军事光学系统中，非球面光学元件的应用也相当广泛，如在航空、航天等领域。
国外非球面研究现状：
1. 研究领域：国外的一些先进光学研究机构致力于非球面光学系统的设计、制造和应用。
美国、欧洲、日本等地的大学和研究机构在非球面研究方面都有重要的贡献。
2. 行业应用：非球面技术在行业中得到广泛应用，包括激光系统、成像系统、光学通信系统等。
特别是在高精度光学仪器、光学元件制造方面，非球面技术的应用已经成为提高光学系统性能的重要手段。
3. 软件工具：光学设计软件在非球面设计中发挥着关键作用。
例如，Zemax、CODE V等光学设计软件提供了强大的非球面设计和优化工具，使工程师能够更灵活地设计非球面光学系统。
4. 制造技术：先进的制造技术，包括数控加工、精密抛光、电解加工等，对于制造高精度的非球面光学元件也发挥了重要作用。
总体而言，非球面研究在国内外都是一个活跃的领域，其应用涵盖了广泛的科学、工程和军事领域。
由于技术的不断进步和应用领域的拓展，非球面研究在未来仍将持续发展。
非球面镜原理
非球面镜原理非球面镜是一种曲面镜，其曲率不是球面，而是其他复杂的曲线形状。
与球面镜相比，非球面镜具有更广泛的应用领域和更复杂的成像原理。
在光学系统中，非球面镜的设计和应用已经成为一个重要的研究领域。
本文将介绍非球面镜的原理和应用。
首先，非球面镜的原理是基于其曲面形状而产生的。
与球面镜不同，非球面镜的曲率是不规则的，可以根据特定的需要进行设计。
这种特殊的曲面形状使得非球面镜可以实现更复杂的光学功能，如矫正像差、扩展成像范围、改善光学分辨率等。
因此，非球面镜在光学系统中具有独特的优势。
其次，非球面镜的成像原理是通过曲面形状对光线的折射和反射来实现的。
由于非球面镜的曲率不规则，光线在经过非球面镜时会产生复杂的光路。
这种复杂的光路可以被精确地设计和控制，从而实现特定的光学功能。
例如，非球面镜可以通过精确的曲面形状来矫正球面像差，使得成像更加清晰和准确。
同时，非球面镜还可以通过特定的曲面形状来实现光线的聚焦、发散或者平行传播，从而满足不同的光学需求。
另外，非球面镜在实际应用中具有广泛的用途。
在光学系统中，非球面镜常常被用于望远镜、显微镜、激光器、摄像头等光学设备中。
通过精确设计和加工非球面镜，可以实现更高的成像质量和更广泛的应用范围。
同时，非球面镜还可以被应用于光学通信、医疗成像、激光加工等领域，为现代科技的发展提供重要支持。
综上所述，非球面镜作为一种特殊的曲面镜具有独特的原理和应用。
其曲面形状的不规则性赋予了非球面镜更加复杂的光学功能，使得其在光学系统中具有重要的地位。
随着科技的不断发展，非球面镜的设计和应用将会越来越广泛，为光学技术的进步和创新提供更多可能性。
非球面镜的研究和应用将会成为光学领域的重要方向，为人类的科技进步和生活改善做出更大的贡献。
非球面光学知识
以上，谢谢。
Q&A
2.对于精度比较高，多次方系数比较多的情况下，一般业 内使用接触式轮廓仪，如Form Talysurf或者非接触式的三 次元测量仪Panasonic UA3P 。
Form Talysurf
接触式轮廓仪测量图
Panasonic UA3P
3.弥散圆直径d
有些图纸要求弥散圆直径，对非球面零件如已知理论值为 d0，测得轴上点的星点像为d1，则弥散圆直径d为：
非球面简介
---专业光学设计
一.光学设计中非球面的优势
1.减小边缘视场的像差，成像更清楚。
2.一片非球面矫正像差的能力等于多枚球面镜片，可以减 小镜头的设计体积及重量。
二.非球面标准方程
非球面和球面的带差ΔZ
ห้องสมุดไป่ตู้
三.图纸中的重点参数
四.非球面检测
1.公司内部采用的是阴影图检测法
利用刀口仪的阴影图可定性判断非球面的面形精度。要求 阴影图均匀，无明显切带等。但阴影图对面形缓慢变化的 误差不灵敏。
光学玻璃太阳眼镜片中的非球面设计与制造方法
光学玻璃太阳眼镜片中的非球面设计与制造方法太阳眼镜作为一种重要的眼部保护用品，对于人们的眼睛健康起着至关重要的作用。
而光学玻璃太阳眼镜片中的非球面设计与制造方法是确保太阳眼镜能够提供良好视觉效果的关键。
本文将重点介绍光学玻璃太阳眼镜片中的非球面设计原理、非球面镜片的优势以及其制造方法。
对于普通眼镜片来说，镜片的形状一般为球面，即镜片的曲率半径在水平和垂直方向上是相同的。
然而，在光学设计中，球面设计并不能完全满足人眼的视觉要求。
因此，非球面设计的镜片逐渐成为太阳眼镜片的首选。
非球面设计的镜片在形状上有所变化，其中最常见的是弯曲度。
弯曲度是指镜片在垂直于光轴方向上的曲率。
非球面设计的镜片更加贴合面部曲线，使得镜片与视觉系统更好地结合，从而提供更加自然、清晰的视觉效果。
非球面设计的镜片相较于球面设计有许多优势。
首先，非球面设计可以消除球面畸变，即图像边缘产生的扭曲。
这使得太阳眼镜使用者在看物体时能够得到更加真实、自然的景象。
其次，非球面设计可以改善视觉的清晰度和对比度。
球面镜片在光线通过时会发生散射和折射，从而导致光线集中不准确，使得图像模糊。
而非球面设计的镜片可以减少光线在镜片内的折射，使得图像更加清晰、锐利。
此外，非球面设计的镜片还可以提供更大的视野范围。
由于非球面镜片的设计使得镜片轮廓更加贴合面部曲线，因此可以减少镜片的厚度和体积，同时增加视野的范围。
当人们佩戴非球面太阳眼镜时，不会因为镜片边缘的遮挡而影响视觉。
那么，如何设计和制造非球面太阳眼镜片呢？非球面镜片的设计需要依靠计算机模拟和优化算法进行。
首先，设计师需要确定镜片的非球面曲线形状以及曲率的分布规律。
然后，利用计算机辅助设计的软件进行模拟和优化，以得到最佳的设计方案。
制造非球面太阳眼镜片需要经历多个步骤。
首先，需要准备高质量的光学玻璃材料。
然后，利用数控机床等设备，根据设计要求将玻璃材料加工成非球面形状。
接下来，进行抛光和研磨等表面处理工艺，以提高镜片的质量和光学性能。
回转对称非球面与离轴非球面
回转对称非球面与离轴非球面回转对称非球面和离轴非球面是光学镜头设计中常用的两种非球面曲面形式。
回转对称非球面是指在镜头表面上以某个轴为中心旋转对称的非球面形状。
它可以通过数学函数的形式进行描述，比如球坐标、Zernike多项式等。
回转对称非球面的优点是制造工艺相对简单，成本较低。
它可以有效纠正球差、像差等光学畸变，提高镜头的成像质量。
而离轴非球面则是指不以任何轴为中心旋转对称的非球面形状。
它更能满足一些特殊的光学设计需求，比如大视场角、小焦距、高分辨率等。
离轴非球面的设计需要更加复杂的数值计算和制造工艺，因此成本较高。
但它可以实现更高级别的光学性能，并且在特定应用领域具有重要意义，比如航天、军事、医疗等。
总之，回转对称非球面和离轴非球面是光学镜头设计中常用的两种非球面形式，它们在不同的应用场景下有不同的优势和适用性。
具体选择哪一种非球面形式需要根据具体的设计要求和应用需求进行评估和决策。
pancake光学方案
pancake光学方案在光学领域中，pancake光学方案是一种创新的解决方案，适用于多种应用场景。
本文将介绍pancake光学方案的原理和特点，并探讨其在不同领域的应用。
一、pancake光学方案的原理pancake光学方案是一种基于薄透镜的光学设计方案，其原理是通过将透镜设计成非球面形状，使其能够同时实现焦距短和光线的折射效果。
与传统的厚透镜相比，pancake光学方案具有更小的厚度，从而减少了光路长度。
二、pancake光学方案的特点1. 薄型设计：由于pancake光学方案采用了非球面透镜，因此可以实现更薄型的设计。
这种紧凑的设计方案在一些场景中非常重要，例如便携式电子设备和激光投影仪等。
2. 高光学性能：pancake光学方案通过精确的光学设计和优化的表面形状，可以实现高质量的成像效果。
透镜的非球面形状能够减少球差，提高光学成像的清晰度和准确性。
3. 多功能性：pancake光学方案可以用于多种应用，包括相机镜头、眼镜和光学传感器等。
由于其紧凑的设计和优异的光学性能，可以满足不同领域的需求。
三、pancake光学方案在不同领域的应用1. 摄影领域：pancake光学方案在相机镜头设计中有广泛应用。
其薄型设计使得相机更加轻便，便于携带。
同时，通过优化的光学设计，可以获得高品质的图像成像效果。
2. 智能手机领域：随着智能手机的普及，对摄像功能的要求也越来越高。
pancake光学方案可以应用于智能手机镜头的设计中，实现更薄型的外形，同时提供较高的拍摄品质。
3. 激光投影仪：在激光投影仪中，pancake光学方案可以实现更小型的设计，提升便携性。
其高质量的成像效果也能够满足用户对投影画质的要求。
4. 虚拟现实和增强现实：pancake光学方案可以应用于虚拟现实和增强现实眼镜的设计中。
其薄型设计可以减轻佩戴者的负担，同时提供高质量的视觉体验。
5. 光学传感器：光学传感器在诸多领域中都有应用，例如工业检测和医疗设备等。