光学表面疵病标准

三、擦痕
（1）我国标准规定，光学表面除已注的疵病 外，如允许有任意长度的擦痕，则应标注 擦痕的数目和允许最大宽度的数值。 ISO 10110-7中长擦痕定义为长度大于2mm 的擦痕；我国标准规定长擦痕的长宽比应 大于160：1，其宽度不大于一般疵病公差 基本级数除以换算系数（25），长度小于 一般疵病公差基本级数乘以换算系数（6.3 ），将长擦痕与基本级数联系了起来。
四、表面疵病密集
（1）我国标准规定，光学零件表面疵病不允许密集，在4%的检 验范围内（在圆形检验区相应于1/5直径范围内），不超过2个 原表面疵病数或不超过经换算后的 1/5 表面疵病数。
表面疵病级数与疵病个数换算系数见表 2。
表 2 表面疵病级数与疵病个数换算系数
表3 个数换算值系列
二、麻点
基本级数0.25mm换算成较小的级数
图1 换算示意图
二、麻点
（2）俄国标准规定，位于光学系统像平面及其像平 面附近的光学零件表面采用 0-10、0-20或 0-40 级 别的表面疵病（麻点直径从 0.004mm至 0.025mm ）（见表 4），小于 0.002mm 的麻点不作考核。
表7 麻点判定过程
二、麻点
（4）三个国家（军）标准均规定了麻点的最大允 许尺寸。我国标准没有给出可供设计师参考的任 何数据，仅仅给出了一个供检验人员对疵病级数 的换算表（表2） 俄标准的表4、表5中，不仅给设计师提供光学系 统中不同位置和不同尺寸光学零件表面的疵病级 数参考值，而且给检验人员提供了某一级别，某 一直径的光学表面上允许麻点的确切数值。 美军标准的表6中，给设计师提供光学系统中不 同位置光学零件表面的疵病级数参考值，标准内 容中给检验人提供了某一级别，某一直径的光学 表面上允许麻点的确切数值。
（4）英国BS4301:1968规定表面疵病的标注 形式为:5/A x B x C
5—表面疵病的允许程度记号； A—允许疵病数量； B—检验条件等级； C—检验疵病用放大镜的倍数； A、B、C之间用“x”号隔开。
一、表面疵病标注方法
（5）西德DIN3140一7规定表面疵病的标注形式有以下几种: 1、 5/A x S 5—表面疵病允许程度记号； A—允许疵病数量； S—疵病的尺寸等级(最大尺寸)。 当疵病的面积为F时，S值规定由下式计算:
表4 0.004mm-0.025mm光学零件表面的疵病级数参考值
二、麻点
俄国标准规定，对位于光学系统像平面及其像平 面附近的光学零件表面采用 0-10、0-20 或 0-40级 别的表面疵病还分别给出了不同通光孔径的表面 中心区和边缘区，某一级别表面疵病麻点的最大 直径和最大麻点的个数。使用这个标准，设计师 在图样上很好标注，检验人员也很容易计算。不 在光学系统像平面附近的光学零件表面采用Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅷ a、Ⅸ、Ⅸa等 11个级别的表面疵病（麻点直径从0.02mm至 3.0mm）见表 5。
表7 擦痕间的相关数据
三、擦痕
（2）俄国标准也在表 4 和表 5 中分别规定了不同 通光孔径的光学表面中，某一表面疵病级别允许 擦痕的最大直径和最大尺寸擦痕的长度。
三、擦痕
（3）美军标准规定，光学零件表面疵病级数中，两个数字的前一个数
字为擦痕。并规定圆形光学零件的每个表面上，最大尺寸擦痕的总长 度不得超过零件直径的 1/4；没有最大尺寸的擦痕时，擦痕数量乘以 擦痕长度与零件直径之比的积之和，不得超过最大擦痕级数。
二、麻点
3）在满足1）和2）的前提下，每20mm直径范围内，所有麻点的总和 不得超过最大麻点的2倍。 例3，有一40mm×40mm的长方形零件，其表面疵病要求为60-40，现 零件表面其中一个φ20mm区域内（A区）有2个直径为0.30mm的麻点 ，1个直径为0.20mm的麻点，另一个φ20mm区域内（B区）有1个直径 为0.40mm的麻点，2个直径为0.30mm的麻点，判断过程如下表7：
表 6 中的光束直径是指进入观察者眼睛的轴向光束在所研究的 光学表面上的直径。如是出瞳直径大于3.5mm ，则进入人眼 的光束直径取3.5mm，若出瞳直径小于 3.5mm，则进入人眼 的光束直径应与出瞳直径相同，可见美军标规定表面疵病的 标注方法也很方便，只要设计师选好（也可以参考表 6）该表 面疵病的级数（最大尺寸的麻点直径）标注在图样上就可以 了。设计人员比较容易标注，检验人员也很容易计算。
五、检验方法
（1）我国标准规定，检验时应以黑色屏幕为背景，光源为 36V、60W～108W 的普通白炽灯泡，在透射光或反射光下 用4×～10×放大镜观察。
（2）俄国标准规定，检验时光源为60W～100W的普通白炽 灯泡，在透射光或反射光下观察。检验像面附近的光学表 面时应采用不小于 6×放大镜，检验Ⅰ～Ⅲ级的光学表面 时应采用不大于6×放大镜，检验低于Ⅳ级的光学表面时 不采用放大镜。
表 6 不同光束直径的表面对应表面疵病的极限尺寸
二、麻点
依据美国军用规范MIL-PRF-13830B，麻点的级数取允许缺陷的实际直 径，规定以0.01mm作为计量单位。如果麻点形状不规则，则应取最 大长度和最大宽度的平均值作为等效直径。需要注意的是，美军标中 的麻点与擦痕不同，麻点是可计量的，也就是说麻点的大小是确定的 ，50#麻点也即是直径为0.50mm的麻点，最大麻点指表面疵病要求中 的麻点标准值。
非圆形零件的计算直径应取相等面积圆的直径。为方便计算，对于长 宽比小于5:1的长方形零件可以采用公式：直径=（长+宽）/2计算等 效直径。
三、擦痕
例2，有一长30mm宽10mm的长方形零件，零件表面疵病 要求为60-40，在该零件表面有2条60#，长为3mm的擦痕。 判断过程如下表8：
表8 擦痕的判定
表面疵病对光学产品的危害
1、离开成象面较远的光学零件表面疵病，会挡去一部分有用的 成象光线，并产生杂散光而降低象面衬度，其影响程度用疵病 面积与光束孔径之比，即挡光比来描述，也可用产生的杂散光 量来描述。
2、位于成象面及其附近的零件，由于此处光束孔径极小，稍有 疵病就会产生较大的挡光比，以致在视场内直接看到疵病轮廓 或阴影。其影响程度一般用疵病的大小及数量来描述。
擦痕的检验是以美国军用规范MIL-PRF-13830B的表面疵病擦痕样板作 为各级数擦痕的比对标准。需要注意的是，在美国军用规范MIL-PRF13830B中实际并未明确说明擦痕的宽度和深度，只能以实际观察样板 为标准。根据对样板的测量和实际运用情况，一般认为擦痕级数的单 位是μm，且指的是擦痕宽度。如60#擦痕，代表擦痕宽度为60μm，即 0.06mm。最大擦痕指级数等于表面疵病要求的擦痕级数的擦痕，如 表面疵病要求为60-40，则最大擦痕为60#擦痕。
表5 0.02mm-3.0mm光学零件表面的疵病级数参考值
二、麻点
（3）美军标规定表面疵病的第二个数字（如80-50）表示麻点 的级数（计量单位为 1%mm），是该光学表面允许麻点的最 大直径。任何一个光学表面上，每 20mm 直径上，最多只允 许有一个最大尺寸的麻点，该 20mm 直径上所有麻点的直径 总和，不得超过最大尺寸麻点直径的一倍。而直径小于 0.0025mm 的麻点可不作统计。同时还规定，若图样上未规定 表面疵病的极限尺寸时，应按表 6 求算。
光学零件表面疵病的标准
主要内容
麻点
斑点
表面疵 病
擦痕
破边
名词解释
麻点：光学零件表面呈现的微小的点状凹穴，包括开ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 气泡、破点，以及细磨或精磨后残留的砂痕等。
斑点：光学零件表面经侵蚀或镀膜后形成的在 反射光中呈干涉色突变的局部腐蚀或覆盖。
定义
擦痕：光学零件表面呈现的微细的长 方形凹痕。
破边：光学零件有效孔径之 外边缘破损。不包括 可发展的裂纹。
含义：镀膜前的疵病公差是：基本级数为0.063mm，其许有个 数为3个 ；
镀膜层公差为C：基本级数为1.6mm，其许有个数为2个； 长擦痕公差为L:基本级数0.1mm(长擦痕的最大宽度），其许有个数为2
个； 破边公差为E：为1mm。
表1 GB/T1185-2006符号
一、表面疵病标注方法
（2）俄国国家标准 OCTlll41一65是在苏联光学工业部标准 HO1675一57的基础上进行修订后,于1965年升为国家标准的。 俄国标准规定表面疵病的代号为р, 其值由阿拉伯数字或罗马 数字（0-10、0-20、0-40、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ等）表示 。如：一般分划板的刻字面可选 0-20 级，一般物镜可选Ⅴ级 。
标准规定较小的疵病S可有较F多的数量，只要其疵病面积总
和相等或不超过规定疵病的面积，但不允许疵病向尺寸增 大的方向换算。 2、5/〔A x S〕 当在标注中有方括号时，表示为不允许按面积换算，其符 号A及S的意义与前同。
二、麻点
（1）我国标准规定表面疵病大小以毫米为单位，级数值是 该级表面疵病大小的最大值，一般疵病的级数为疵病面积 的平方根。一般疵病级数对应出圆麻点的直径，长圆形麻 点以最大轴线长度和最小轴线长度的算术平均值折算成麻 点的直径，不规则麻点以最大长度和最大宽度的算术平均 值近似为面积的平方根。开口气泡和破点均当作麻点处理 。级数小于 0.004 的表面疵病（麻点）不作考核。表面疵 病级数公比数为 1.6，疵病个数换算系数公比数为 2.5。表 面疵病原级数个数乘换算系数等于换算后的级数个数（结 果应化为整数），但不允许将表面疵病换算成多于40个较 小级数的表面疵病。换算表中给出了从 0.004mm 到 10mm 18 个表面疵病级，零件图上需给的表面疵病由设计师按此 表中的数选取。
下面对各种情况的擦痕进行举例说明:
三、擦痕
当零件的擦痕级数超过表面疵病要求的擦痕级数时，零件不合格。 例1，零件的表面质量要求为60-40，则代表零件的擦痕宽度必须 ≤60μm，如果零件表面有宽度＞60μm的擦痕，则该零件不合格。
当零件的擦痕级数未超过表面质量要求的级数，且只存在最大擦痕 时，所有最大擦痕的长度之和应不超过零件直径的1/4，即
1）当零件存在超过表面疵病要求的麻点级数时，零件不合格。 例1，有一直径为40mm的圆形零件，其表面疵病要求为60-40，零件表 面上现有1个直径为0.50mm的麻点，则该零件不合格。 2）每20mm直径范围内，只允许有1个最大麻点。 例2，有一直径为20mm的圆形零件，其表面疵病要求为60-40，零件表 例6，面上现有2个直径为0.40mm的麻点，则该零件不合格。 3）在满足1）和2）的前提下，每20mm直径范围内，所有麻点的总和 2006不得超过最大麻点的2倍。
三、擦痕
（4）三个国家（军）标准均规定了应标注擦痕的最大允许尺 寸。我国标准没有给出可供设计师参考的任何数据，仅仅给 出了标注实例表。 俄标准的表 4、表5中，不仅给设计师提供光学系统中不同 位置和不同尺寸光学零件表面的疵病级数参考值，而且给检 验人提供了某一级别，某一直径的光学表面上允许擦痕的确 切数值。 美军标准的表6中，给设计师提供光学系统中不同位置光学 零件表面的疵病级数参考值，标准内容中给检验人提供了某 一级别，某一直径的光学表面上允许擦痕的确切数值。
3、仪器的外露光学表面及一眼就能看到的零件，需要从仪器本 身“美观”的角度加以考虑，通常控制其疵病的大小。
各国标准的比较
一、表面疵病标注方法
（1）ISO 10110-7系列标准中公差项目的代号采用数字码，表面疵病的 代号为“5”； 我国标准规定表面疵病的代号为B，其值由 G x J表示（G 为个数，J为 级数表示表面疵病的大小且以㎜为单位的数值分级，级数值为疵病面 积的平方根），如：一般物镜可选项 3 x 0.4。 示例：面积法疵病公差组（包括一般疵病公差、特定要求时的镀膜 层疵病公差、长擦痕疵病公差、破边疵病公差）： B/ 3X0.063；C2X1.6；L2X0.1；E1
（3）美国军用标准MIL一0一13830A中规定,表面疵病的标注形 式为: A一B或A/B 美军标规定表面疵病的极限尺寸应用两个数字表示（如80-50 ），第一个数字表示擦痕的等级（单位为μm），第二个数字 表示麻点的等级（单位为 1/100mm）。如：一般物镜可选 60-40。
一、表面疵病标注方法