光学镜头中的偏心误差

光学镜头的中心偏大部分都体现在光学加工环节、机械制造环节、和装配校正环节。本文将介绍一下光学镜头中的偏心误差。

对于光学仪器来说，其光学系统需要专业的光学设计软件来进行设计，能够有效地增强光学系统设计的准确性和可信度。这种类型的设计软件分析能力极强，结合设计者的设计经验加上光学设计软件的辅助计算，可以使镜头的传递函数及相关像差能够达到很理想的数据。

随着光学设计软件的不断发展，设计一个优秀的光学镜头已经变得很普遍了，但是相应的光学加工工艺，装调工艺还要在不断发展。光学加工就会使光学镜头组中的单镜片存在偏心误差。

但是整个光学系统结构功能的实现是建立在镜头设计上，也就是要保证光学系统中各元件的光轴都与理想轴线重合。实际的设计和加工过程中，还是会引入加工误差和装配误差，导致这条理想轴线(光轴)在实际的生产加工制造中是不存在的。

因此光学镜头必定会存在偏心误差，而这种旋转不对称性还会导致光学系统产生慧差、像散、和畸变等像差。

光学镜头偏心误差有一个特性就是存在性。还有一重要的一个特性就是复杂性。其主要原因就是光学透镜加工过程带来不确定的偏心误差，光学镜头装调过程中带不确定的偏心误差。

误差产生的形式不同，整个过程不可控，对于光学镜头中每一片透镜的偏心误差对光学系统的影响大小不尽相同，所以测量光学镜头偏心误差具有不确定性、复杂性和困难性。

光学系统中的各个光学元件，包括透射和反射元件的加工，通常情况下会引进一些不确定的误差源，主要还是在定位误差和加工技术的限制，导致了光学系统各透镜在装配过程中必然存在不共轴的偏差，与理想状态的光轴的偏差量即为光学系统装配的中心偏误差。

根据我国制订的GB7242-2010《透镜中心误差》国家标准中，规定了光学系统装配的中心偏误差的基本概念是在透镜的表面顶点处，透镜指定法线与理想基准轴的偏离量。

该标准在旋转对称面的各种单透镜和胶合透镜的偏心定义上有重要应用。光学系统基准轴的位置，是根据透镜的具体几何尺寸和光学系统实际的装夹环境而决定的，所建立的基准轴可以代表实际光学系统光轴的理想直线，一般用系统曲率半径边缘基准面作为基准，这样的基准一般多应用于检测和调整中心误差大。