镜头设计师的工作（2）

1.1.4 胶合

小透镜元件通常使用加拿大树脂或某种合适的有机聚合物胶合在一起。但对于直径超过约3英寸的透镜，如果使用硬胶，冕牌玻璃与火石玻璃的差分膨胀容易导致翘曲甚至碎裂。可以在相邻透镜面之间引入软性胶或液态油，但在大尺寸透镜中，更常见的做法是用小片锡箔或实际的隔圈来分隔表面。胶合层在光线追迹中（几乎）总是被忽略，光线直接从一种玻璃折射到下一种玻璃。

胶合透镜的原因有：（a）消除两个面的反射损失，（b）防止气膜中的全反射，（c）通过将两个强元件组合成一个弱得多的胶合双胶合镜来辅助安装。两个强元件的相对定心是在胶合操作中完成的，而非在透镜镜框中，这通常是更受欢迎的方式。

将两个以上透镜元件胶合在一起是可以做到的，但很难确保整个胶合组件的完美定心。建议设计者在计划使用三胶合或四胶合组件前与制造部门协商。透镜精密胶合不是低成本操作，对镜框中空气间隔的两个面进行镀膜通常比将它们胶合在一起更便宜。

1.1.5 公差的确定

透镜设计者必须为透镜的每个尺寸分配公差，因为如果他不这样做，别人会代劳，而那个人的公差可能完全错误。公差设置过松会导致透镜质量差，过紧则会不合理地增加制造成本。这适用于曲率半径、厚度、空气间隔、面型质量、玻璃折射率和色散、透镜直径以及定心精度。这些公差通常通过对每个参数施加小误差，并追迹足够多的光线通过修改后的透镜来确定误差的影响。

了解玻璃折射率和色散的公差可能决定是使用手头的玻璃库存，还是必须订购异常严格公差的玻璃——这可能严重延误生产并增加透镜成本。在制造单个高质量透镜时，通常先用目录折射率设计，再订购玻璃，然后根据制造商实际提供的玻璃重新设计。另一方面，在设计高产量透镜时，必须使设计适应约±0.0005折射率和±0.5% V值的正常工厂波动。

装配中匹配厚度是一种可能但昂贵的方式，用于放宽单个元件的制造公差。例如，在图1.3所示的双高斯透镜中，设计者可以按以下形式确定两个胶合双胶合镜的允许厚度公差：

每个单元件：±0.2 mm

每个胶合双胶合镜：±0.1 mm

两个双胶合镜之和：±0.02 mm

图1.3 典型的双高斯透镜

显然，这样的匹配方案需要有大量透镜可供装配，且厚度范围要足够宽。如果每片透镜都做在偏厚的一侧，将无法进行任何装配。