非球面鏡頭技術(shù)介紹

• 2014-10-12
• 行業(yè)資訊
• VICTEL OPTICS

非球面鏡頭(Aspherical Lens)是鏡頭所用的鏡片為非球面的鏡片，也就是說鏡片的表面形狀可能是二次，三次曲面，其中三次曲面也被稱為自由曲面。非球面鏡頭的鏡片形狀是通過精確計(jì)算并由精密機(jī)器研磨而成，在設(shè)計(jì)過程中充分考慮到上述各校正因素，因而一片非球面鏡片就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)球面鏡片校正像差的效果，用非球面鏡片制造鏡頭可以有效減少鏡片的數(shù)量并因此減小鏡頭的體積，還使得鏡頭的成像精度更佳，透光度更好，色彩還原更加準(zhǔn)確。

非球面鏡頭(Aspherical Lens)是鏡頭所用的鏡片為非球面的鏡片，也就是說鏡片的表面形狀可能是二次，三次曲面，其中三次曲面也被稱為自由曲面。

非球面鏡頭的鏡片形狀是通過精確計(jì)算并由精密機(jī)器研磨而成，在設(shè)計(jì)過程中充分考慮到上述各校正因素，因而一片非球面鏡片就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)球面鏡片校正像差的效果，用非球面鏡片制造鏡頭可以有效減少鏡片的數(shù)量并因此減小鏡頭的體積，還使得鏡頭的成像精度更佳，透光度更好，色彩還原更加準(zhǔn)確。

非球面鏡片的主要特點(diǎn)就是可以改善鏡片邊緣部分對(duì)光的折射率，從而使物體的成像更加細(xì)致。將非球面鏡片首次應(yīng)用到監(jiān)控鏡頭中，使該種鏡頭的性能大為提高。現(xiàn)在非球面鏡頭是將混合非球面鏡片（Hybrid Aspherical Element）與低散射（LD，Low-Dispersing）鏡片有機(jī)地結(jié)合，從而獲得了優(yōu)異的光學(xué)特性。其中LD鏡片具有非平行光成像的性質(zhì)（unparallel optieal quality），可以有效地消除使圖象對(duì)比度及銳度都減弱的色差現(xiàn)象。

這種非球面鏡頭的加工工藝要求很高：一方面，光學(xué)樹脂（optical resin）的光學(xué)特性只有在鑄型過程中保證各種適當(dāng)?shù)墓芾聿拍苓_(dá)到最佳：另一方面，易碎的LD鏡片的物理特性又需要在拋光及鍍膜過程中保證最精密的加工精度。

普通球面鏡片邊緣部分的光線由于折射而使成像點(diǎn)變得模糊，出現(xiàn)光暈；而非球面鏡片邊緣部分的光線經(jīng)過高次曲面的折射恰好聚焦于一點(diǎn)，因而成像點(diǎn)非常精確。非球面鏡頭的成像質(zhì)量因此得到提高。另外，由于一片非球面鏡片就可以取代多片球面鏡片的組合，因而鏡頭的體積相應(yīng)縮小，透光率也有所改善。

高端的監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭都是復(fù)式鏡頭，在結(jié)構(gòu)上向多組、多片發(fā)展，不管它的結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，其透鏡組都是由會(huì)聚透鏡和發(fā)散透鏡組成，會(huì)聚透鏡是凸透鏡，發(fā)散透鏡是凹透鏡，無倫是凸透鏡或凹透鏡總是有一個(gè)球形的面，所以才把帶球形面的透鏡稱為“球面鏡頭”。現(xiàn)代球面鏡頭雖然已經(jīng)廣泛使用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，也都采用新型優(yōu)質(zhì)光學(xué)玻璃制造，盡管如此，也難從根本上消除各種球面像差和色差以及其它像差。特別是長(zhǎng)焦距、大口徑鏡頭，各種像差尤為嚴(yán)重。要想從根本上解決這些問題，最好的辦法就是：設(shè)計(jì)出精密準(zhǔn)確的非球面鏡頭。

非球面鏡頭的特點(diǎn)是：能夠提高攝影鏡頭的結(jié)像力（分辨率）。便于制造大口徑鏡頭，特別是制造大口徑變焦鏡頭，對(duì)增大變焦倍數(shù)、使鏡頭高質(zhì)量、小型化尤顯得十分重要。所以非球面鏡頭幾乎成了鏡頭的發(fā)展趨勢(shì)。早在五十年代初，就有人提出改善鏡頭成像質(zhì)量的最佳方案是使攝影鏡頭非球面化。下圖是球面鏡頭與非球面鏡頭在光線聚焦情況下的比較。