光学设计对制造的微妙影响

为了确保真实世界中制造的成功，镜头设计者必须学会如何闭合设计和制造之间的回路。

有时，在软件(设计)阶段看起来成功的镜头在转移到制造、装配和测试时会遇到障碍。闭合设计和制造之间的回路将使设计的迭代更少并改善现实世界的性能。光学设计者必须考虑诸如单个镜片的可制造性、制造中的统计分布假设、面形的不规则模型以及在公差中的堆叠等问题。

 

图片由EdmundOptics提供。

可制造性：镜片几何形状 

虽然光学设计软件提供了约束镜片几何结构的工具，但它不会发出难以或不可能制造的警告或阻塞(正在进行的)解决方案。因此，在设计阶段必须小心，(必须)在普遍的指导原则以及与特定光学元件制造商的沟通的前提下，确保镜片是可制造的。 

当传统制造由玻璃或其他结晶材料加工透镜时，考虑在稍后的定芯中会移除的材料的情况，光学制造商通常从更大的直径规格开始。在设计阶段，为了避免出现锐利的透镜边缘，一个很好的经验法则是在比最终直径大1mm的孔径处始终保持边缘厚度最小约0.7mm。 

为了减少制造和测试的难度，半径不应该接近半球形(半径小于约0.7倍直径)或接近平面(表面矢高小于约100微米)。对于双凸和双凹元件，为了防止出现装配过程中镜片方向弄错的问题，应该避免相似但不完全相同的半径。 

对于成功的镜头设计，Karow因子，有时称为Z因子，或者称为滑动角或切角计算，是一个不太为人所知但很重要的考虑因素。它描述了在钟形卡盘之间定芯时，镜片的自定心的能力，并且Karow因子与钟形卡盘在透镜1表面上的切角有关[1]。Karow因子(Z因子)由下式给出：