主頁（http://www.130131.com）：揭秘非球面技術(shù)

【中國集群通信網(wǎng)】很多鏡頭公司在進(jìn)軍中國安防市場(chǎng)時(shí)，反復(fù)提到的就是非球面技術(shù)。但非球面鏡片在民用光學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用卻早已是盡人皆知的事，世界上第一支使用非球面鏡的鏡頭是卡爾蔡司制造的，時(shí)間是1901年，但非球面鏡大規(guī)模進(jìn)入民用光學(xué)領(lǐng)域還是在日系廠商開發(fā)出低成本制造技術(shù)之后的事情了。上世紀(jì)六、七十年代，Tokina、Fujinon等老牌光學(xué)廠商就已經(jīng)掌握非球面鏡片的研磨加工技術(shù)，并且在民用照材領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前，日本主流的監(jiān)控鏡頭生產(chǎn)商基本上都具備了非球面鏡片的生產(chǎn)加工實(shí)力。

　　首先讓我們來弄清楚球面鏡的概念。一般鏡頭中所用的鏡片，都可以看作是球體的一部分，它的表面曲率是固定的，在由光軸上同一物點(diǎn)發(fā)出的光線通過鏡頭后，在像場(chǎng)空間上不同的點(diǎn)會(huì)聚，從而發(fā)生了結(jié)像位置的移動(dòng)，這就是球面像差。對(duì)于全部采用球面鏡片的鏡頭而言，這是一種無可避免的像差。它的產(chǎn)生是由于離軸距離不同的光線在鏡片表面形成的入射角不同而造成的。當(dāng)平行的光線由鏡面邊緣(遠(yuǎn)軸光線)通過時(shí)，它的焦點(diǎn)位置比較靠近鏡片;而由鏡片的中央通過的光線(近軸光線)，它的焦點(diǎn)位置則比較遠(yuǎn)離鏡片。這種沿著光軸的焦點(diǎn)間錯(cuò)開的量，稱為縱向球面像差。由于這種像差的緣故，就會(huì)在通過鏡頭中心部分的近軸光線所結(jié)成的影像周圍，形成由通過鏡頭邊緣部分的光線所產(chǎn)生的光斑，使人感到所形成的影像變成模糊不清，畫面整體好像蒙上一層紗似的，變成缺少鮮銳度的灰蒙蒙影像。這個(gè)光斑的半徑稱為橫向球面像差。非球面鏡就是為了校正球面像差而開發(fā)出來的，功能就是通過修改鏡片表面的曲率，讓近軸光線與遠(yuǎn)軸光線所形成的焦點(diǎn)位置重合。

　　制造非球面鏡片的方法主要有三種：第一種是研磨非球面鏡片。就是直接用光學(xué)玻璃毛坯研磨出所需要形狀的非球面鏡片，工藝難度很大，成本也十分高昂，最早的非球面鏡片幾乎都是這樣制作的。早期的非球面鏡頭用的都是此種非球面鏡片，也導(dǎo)致非球面的鏡頭價(jià)格一直居高不下。

　　第二種是模壓非球面鏡片。它采用金屬鑄模技術(shù)將融化的光學(xué)玻璃或光學(xué)樹脂直接壓制而成，這種制造工藝成本相對(duì)較低，而且現(xiàn)在大部分模壓非球面鏡的材質(zhì)都是光學(xué)樹脂，玻璃的極為少見，因?yàn)楣鈱W(xué)玻璃是比較不適合用鑄模工藝來生產(chǎn)產(chǎn)品的材料，鑄模工藝會(huì)導(dǎo)致玻璃中的氣泡很難排除，良品率會(huì)相當(dāng)?shù)拖隆５K于安防行業(yè)使用場(chǎng)合的特殊性，特別是考慮到惡劣的溫差條件，一直以來光學(xué)樹脂鏡片還只是在民用光學(xué)領(lǐng)域使用，在安防行業(yè)是根本無法采用的。全球最大的光學(xué)玻璃提供商之一，日本Hoya集團(tuán)一直以來致力于為Canon、Nikon、Pentax、KM-Sony、Olympus、Zeiss、Tokina等相機(jī)及鏡頭大廠提供玻璃原材料及鏡片，在全球的眼鏡片、高級(jí)樹脂鏡片領(lǐng)域都有極高的市場(chǎng)份額。為了提高玻璃在模壓非球面鏡片時(shí)的合格率，利用其全新的完全不含對(duì)環(huán)境有害的鉛和三氧化二砷的環(huán)保玻璃，與其集團(tuán)內(nèi)部成員Tokina合作開發(fā)了由光學(xué)玻璃壓制成型的超精密的非球面透鏡，廣泛地應(yīng)用于后者的光學(xué)產(chǎn)品中，以最大限度地降低成本。因此采用這種非球面鏡片，可以做到超高性價(jià)比。

　　第三種是復(fù)合非球面鏡片。在研磨成球面的玻璃鏡片表面上覆蓋一層特殊的光學(xué)樹脂，然后將光學(xué)樹脂部分研磨成非球面。這種制造工藝的成本界于上述兩種工藝之間，是中高檔鏡頭所用非球面鏡的主要制作方法。因采用了光學(xué)樹脂，此種方式仍不適合在安防行業(yè)使用。

　　通常的非球面鏡片是一面為非球面，另外一面是球面。近年來出現(xiàn)了雙面非球面鏡片，采用這樣的鏡片，可以使鏡頭的鏡片數(shù)減少許多，可以較小的體積得到更大倍率的變焦鏡頭。