引言： oe-\ozJ0
眾所周知，對(duì)于高檔
鏡頭來(lái)說(shuō)，
光學(xué)設(shè)計(jì)固然很重要，但是如何把一個(gè)好的
光學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，才是最關(guān)鍵的。
St*h>V6 鑒于最近經(jīng)常有同行問(wèn)我鏡頭（尤其是高檔鏡頭）是如何制造，裝配和檢測(cè)的？本文結(jié)合個(gè)人的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，以一個(gè)中倍顯微物鏡為例，簡(jiǎn)單地談一下鏡片的光學(xué)冷加工，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配工藝。希望對(duì)大家有所幫助。
[Y| t]^M ?^\|-Gr 鏡頭裝配圖（實(shí)例）： 2`=7 _v 4 9HZ2`Y 
v mk2{f ,g Vs!Nmv` 光學(xué)冷加工： </*6wpN
很多沒(méi)進(jìn)過(guò)光學(xué)冷加工車間的朋友對(duì)光學(xué)
透鏡的加工技術(shù)很好奇，我經(jīng)常跟他們解釋，其實(shí)光學(xué)冷加工就是把像石頭一樣形狀的光學(xué)
玻璃原料，進(jìn)行切割，粗磨，精磨，拋光，磨邊，
鍍膜，膠合等一整套工藝，最終得到圖紙要求精度的光學(xué)透鏡。
I9ep`X6Y 具體的光學(xué)冷加工工藝在這里就不詳細(xì)說(shuō)了，此處重點(diǎn)說(shuō)一下目前國(guó)內(nèi)光學(xué)透鏡的一般加工精度：
eP o}y])2 1.外徑公差-0.02~0左右；
n /m G|)Xt 2.中心厚度公差：±0.02左右；
@|YH|/RF 3.偏心：2′左右；
]~3V}z,T* 4.光圈：3左右；
aAUvlb 5.局部光圈：0.3左右；
DEZve Qr= 6.鍍?cè)鐾改ず蟮姆瓷渎剩盒∮?.5%左右。
QhJiB%M 注：光學(xué)透鏡的標(biāo)注是需要進(jìn)行嚴(yán)格的公差分析的，此處給出的是一般的加工精度，只作為參考。另外，需要注意的是，公差標(biāo)注的越緊，加工難度就越大，車間的報(bào)廢率就會(huì)越高，對(duì)于需要考慮成本的鏡頭來(lái)說(shuō)，這個(gè)是需要結(jié)合公差分析的結(jié)果，仔細(xì)權(quán)衡的。
>pe.oxY tK\~A,= 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ;u)I\3`* !
1.參照該裝配圖，改鏡頭主要分為前組，中一組，前壓帽，中二組，后組，隔圈，鏡體，物鏡殼，壓圈，彈簧，后光欄等幾個(gè)零件。
A2Gevj?F$ 2.本設(shè)計(jì)共有5片透鏡，第一片透鏡固定在前組里，第二片和第三片透鏡膠合在一起，固定在中一組里，第四片透鏡固定在中二組里，第五片透鏡固定在后組里。
BnasI;yW b 3.前組，中一組，中二組，后組，隔圈是放在鏡體里面的，然后用壓圈壓住，而鏡體的外面旋有物鏡殼和前壓帽。鏡體和物鏡殼之間裝有彈簧（保護(hù)樣品），后光欄旋在物鏡殼內(nèi)。
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}$i? 4.肯定有人要問(wèn)：為什么要把鏡片固定在前組，中一組，中二組和后組里，而不是直接放在鏡體里？那是因?yàn)�，采用前者的方式，可以得到更高的同軸精度，它是采用光學(xué)中心儀，先確定前組機(jī)械軸（對(duì)前組的機(jī)械加工要求很高，需要“一刀切”），然后移動(dòng)透鏡，使得透鏡的光軸與前組機(jī)械軸共軸，再點(diǎn)膠，曝光，固定。
^k9I(f^c-_ 5.前組，中一組，后組和鏡體的配合間隙越小越好，前組，中一組，后組外徑公差和鏡體內(nèi)徑公差可以標(biāo)注在5um左右。
U z]|N6` 6.中二組和鏡體的間隙大概有0.1到0.2左右，目的是留有調(diào)節(jié)彗差的余量。
HN|%9{VeB 7.前組，中一組，后組，隔圈內(nèi)部車有螺紋（遮光絲），目的是減少雜散光。
;NITc 97!;.f- 裝配工藝 8bld3 p"^
對(duì)于該鏡頭來(lái)說(shuō)，裝配鏡頭的過(guò)程就是調(diào)節(jié)像差（球差，彗差，象散，場(chǎng)曲，畸變，兩種色差）的過(guò)程，此處主要介紹工廠里常用的“星點(diǎn)法”。
rFL;'Cj@ 星點(diǎn)法是用透射光照在一個(gè)鍍有鋁膜的玻璃板上（鋁膜很薄，有些部分會(huì)透光），產(chǎn)生衍射斑，然后通過(guò)帶有需要調(diào)校鏡頭的顯微
系統(tǒng)觀察。理論上，如果該鏡頭沒(méi)有像差，那么在目鏡視野里看到的衍射斑點(diǎn)都應(yīng)該是艾里斑加幾個(gè)很細(xì)的圓環(huán)，所以調(diào)校鏡頭的過(guò)程是一邊觀察衍射斑形狀一邊改變鏡頭
參數(shù)的實(shí)時(shí)過(guò)程。對(duì)于擁有豐富調(diào)校鏡頭經(jīng)驗(yàn)的老師傅來(lái)說(shuō)，他們一眼就可以看出來(lái)鏡頭存在哪一種像差，該如何調(diào)校。對(duì)于剛?cè)腴T的新手來(lái)說(shuō)，這個(gè)是相當(dāng)困難的，本屌絲剛畢業(yè)時(shí)曾經(jīng)在車間花了1個(gè)月的時(shí)間學(xué)習(xí)擦拭玻璃，最終是勉強(qiáng)通過(guò)師傅的考核，至于觀察衍射斑的形狀，并與各種像差一一對(duì)應(yīng)則是花了3個(gè)月的時(shí)間，最終也才是略知皮毛。
E~"y$Fqe 實(shí)踐的過(guò)程只能親身體驗(yàn)，不好言傳，下面對(duì)衍射斑的形狀和各種像差的對(duì)應(yīng)做一個(gè)小結(jié)：
-( H0>Ap 1.球差：艾里斑亮度占整個(gè)衍射斑的的亮度比例不對(duì)（理論上是84%）或者衍射環(huán)太粗；一般的解決方法是通過(guò)車削鏡座或者在鏡座之間加墊片來(lái)改變空氣間隔（需要用
軟件模擬各個(gè)空氣間隔的敏感程度，再?zèng)Q定在鏡頭的什么位置進(jìn)行變動(dòng)）。
1iF1GkLEq 2.彗差：顧名思義，就是衍射斑像彗星尾巴的形狀；一般的解決方法是調(diào)整同軸度，上面提到的“中二組和鏡體的間隙大概有0.1到0.2左右”正是這個(gè)目的，另外，需要注意的是，鏡頭剛裝配好，彗差往往是最明顯的，所以一般都是調(diào)整同軸度，校正彗差，然后再觀察其他幾種像差。
~Z' ?LV<t 3.象散:需要旋轉(zhuǎn)鏡頭觀察，一般通過(guò)更換玻璃來(lái)改善（象散難以調(diào)節(jié)的鏡頭往往是鏡頭里面某些玻璃的面型超差）；
Tua Bm1S{f 4.場(chǎng)曲：離焦觀察中心視野與邊緣視野的斑點(diǎn)情況；
NTs aW}g 5.畸變：衍射斑點(diǎn)形狀不規(guī)則，如果不是設(shè)計(jì)本身的問(wèn)題，此種異常往往也是需要從透鏡的面型下手。
FU 4L6n nAdf= D'P 就先寫(xiě)到這里了，由于時(shí)間關(guān)系，本文措辭沒(méi)有經(jīng)過(guò)仔細(xì)考慮，各位將就看吧。內(nèi)容如不妥之處，請(qǐng)各位指正。
b d!Y\OD d /~9&wLSb 注：本文同時(shí)發(fā)表在我的光學(xué)設(shè)計(jì)博客上，網(wǎng)址是
http://blog.sina.com.cn/inin7306，清大家關(guān)注。
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