先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)_非球面輪廓儀的歷程（二）

日期：2025-04-30 17:46

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摘要：自由曲面(FREE -FORM）技術(shù)，是用于非對(duì)稱復(fù)雜光學(xué)設(shè)計(jì)表面加工的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)際優(yōu)異鏡片行業(yè)得到較為廣泛的應(yīng)用。自由曲面鏡片的特點(diǎn)：視場(chǎng)受限制問(wèn)題得到明顯改善、光學(xué)性能可被優(yōu)化至*佳、個(gè)性化設(shè)計(jì)成為可能。對(duì)于非球面而言，一般可以用公式來(lái)描述。在光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化中，當(dāng)非球面的優(yōu)化系數(shù)個(gè)數(shù)大于10時(shí)，優(yōu)化變量的變化對(duì)優(yōu)化的結(jié)果提高并沒(méi)有很大的作用。因?yàn)楫?dāng)優(yōu)化系數(shù)的個(gè)數(shù)大于10時(shí)，不同非球面之間的系數(shù)會(huì)有一個(gè)相互制約的作用，非球面優(yōu)化系數(shù)的增加并不能從...

自由曲面(FREE -FORM）技術(shù)，是用于非對(duì)稱復(fù)雜光學(xué)設(shè)計(jì)表面加工的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)際優(yōu)異鏡片行業(yè)得到較為廣泛的應(yīng)用。自由曲面鏡片的特點(diǎn)：視場(chǎng)受限制問(wèn)題得到明顯改善、光學(xué)性能可被優(yōu)化至*佳、個(gè)性化設(shè)計(jì)成為可能。

對(duì)于非球面而言，一般可以用公式來(lái)描述。在光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化中，當(dāng)非球面的優(yōu)化系數(shù)個(gè)數(shù)大于10時(shí)，優(yōu)化變量的變化對(duì)優(yōu)化的結(jié)果提高并沒(méi)有很大的作用。因?yàn)楫?dāng)優(yōu)化系數(shù)的個(gè)數(shù)大于10時(shí)，不同非球面之間的系數(shù)會(huì)有一個(gè)相互制約的作用，非球面優(yōu)化系數(shù)的增加并不能從根本上使光學(xué)系統(tǒng)的性能得到*佳。
從非球面到自由曲面的發(fā)展是必然的，二者之間并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的差別。自由曲面相比非球面而言具有更大的自由度，能夠根據(jù)人為的需要控制每一條光線的出射角度和方向等。光學(xué)自由曲面沒(méi)有嚴(yán)格確切的定義，通常是指無(wú)法用球面或者非球面系數(shù)來(lái)表示或者是無(wú)法用確切的表達(dá)式來(lái)表示的光學(xué)曲面，主要是指非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的曲面或者只能用參數(shù)向量來(lái)表示的曲面（如NURS曲面）。
光學(xué)自由曲面經(jīng)常是不能用初等解析曲面組成，而是由復(fù)雜方式自由變化的曲線曲面即所謂的自由曲線曲面組成，主要包括以下幾類：
沒(méi)有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的復(fù)雜非常規(guī)連續(xù)曲面，包括雙曲率面、復(fù)曲面、多項(xiàng)式曲面、澤尼克多項(xiàng)式曲面等；
非連續(xù)、有面型突變的曲面，例如微透鏡陣列、衍射面和二元光學(xué)等特殊表面；
非球面很大的曲面，包括旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的自由曲面，如用于描述共性光學(xué)整流罩的橢圓形曲面。

LUPHOScan是對(duì)自由曲面進(jìn)行快速、非接觸、全三維測(cè)量的理想儀器，能夠測(cè)量幾乎所有類型的自由曲面，并且擁有極高的測(cè)量精度。（當(dāng)然也是可以測(cè)量非球面輪廓的）

我們的LUPHOScan擁有能夠測(cè)量復(fù)雜的自由曲面的能力，包含自由曲面零件表面*高 ±8?的Y向陡度以及90?的X向陡度。此外，LUPHOScan擁有行業(yè)優(yōu)越的*大SAG，使自由曲面的SAG大于10mm。

全新開發(fā)的測(cè)量軟件更易于使用，可以直接導(dǎo)入常見的自由曲面設(shè)計(jì)，如Toric、Bi-conic和離軸的幾何形狀，并且可以輕松建立僅由SAG表定義的上等自由曲面。

我們的軟件充分考慮了自由曲面測(cè)量的每一個(gè)方面，新的準(zhǔn)直調(diào)節(jié)向?qū)ё屃慵{(diào)整快速而簡(jiǎn)單，測(cè)量時(shí)間計(jì)算器可以提供**的時(shí)間預(yù)測(cè)，以便更好地幫助我們的客戶優(yōu)化測(cè)量數(shù)量。