主题:研磨、模压、复合非球面镜片的制造原理
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陈年泡菜
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在Zeno兄的基础上,我对照日文网站试着修改一些措辞译,请多指正。

原文:
http://www_nikon_co_jp/main/eng/portfolio/technology_e/aspherical_lenses_e/index.htm

日文:
http://www_nikon_co_jp/main/jpn/profile/technology/aspherical_lenses/index.htm

Aspherical Lenses

非球面透镜

Aspherical lenses are lenses with complex curved surfaces,
such as where the radius of curvature changes according to
distance from the light beam axis.

所谓非球面镜是具有复杂曲面的透镜,诸如其上每点的曲率随着到光轴的
距离不同而变平缓。

Spherical lenses are subject to aberration and therefore
cannot concentrate all the light into one point.
Aspherical lenses, however, offer excellent aberration
correction performance, providing superior resolution
performance, even with compact optics composed of a small
number of elements.

由于球面镜片存在球差,不能将光束成像集中于一点。如果使用具有很高像差矫正
能力的非球面 镜片,那么,即使是镜片数量少而结构紧凑的光学系统也可以实现
优异的成像性能。

Based on our long experience in aspherical fabrication,
we provide optimal solutions for various customer needs.

基于在非球面加工方面的长期经验,尼康对各种不同的用户需求都能
提供理想的解决方案。

High-precision grinding

高精度研磨(名词小释)

After the grindstone is moved to grind the glass down to
an aspherical curvature, the surface is polished.
This technique provides exceptional precision, and is
used to manufacture aspherical lenses for steppers.

沿着非球面形状移动高速旋转的磨石,用以研磨旋转的光学玻璃表面,然后进行抛光。
这项技术可以提供极高精度,用于制造光刻机的非球面镜。

High-precision ground and polished aspherical lenses

高精度研磨抛光非球面镜(详细说明)

The surfaces of spherical lenses made of optical glass are
ground into aspherical shapes by grindstones revolving at
high speeds.
Utilizing expert craftsmanship, we established an automatic
system for high-speed aspherical grinding with nanometer-order
precision.

研磨机以高速旋转的磨石,将具有球面镜片的光学玻璃表面研磨为非球面。
在尼康,富于长期丰富经验的技能者建立起来的高精度研磨加工技术,利用
专门研磨装置,实现非球面形状精度可达纳米(十亿分之一米)级,同时
建立加工高速化。

In this process, the master can be formed into special
aspherical surfaces, such as off-center parabolic curvatures,
then the shape can be transferred to optical resin with the
molding technique.
Nikon is especially good at this replica-forming technique,
and applies it in manufacturing components for optical fiber
communications and more.

在这一过程中,技师可以做出特殊的非球面,比如离心抛物线曲面,
这些曲面形状还可以通过模铸技术转移到光学树脂上。
该技术也称“复制成型技术“,并将它应用在光纤通讯组件的制造
和其他方面上。

Our precision grinding technology is unsurpassed in a range
of applications demanding ultra-precision, such as for making
aspherical lenses for projection lenses of steppers and
aspherical metal molds.

我们的精密研磨技术足以胜任一系列具有很高精度要求的应用,比如
制造光刻机的非球面投影镜片、非球面金属模具。

PGM

精密玻璃模压(名词小释)

The glass lens material is pressed at high temperature and
pressure in the aspherical-shaped mold.

在非球面形状的模具中,玻璃镜片材料在高温和压力下被压制成型。



Precision Glass Mold (PGM) aspherical lenses

精密玻璃模压非球面镜(详细说明)

In precision glass molding, optical glass is softened by
heating, then shaped in an aspherical mold made of special
heat-resistant material.

在精密玻璃模压工艺下,经高温加热而软化的光学玻璃,在特殊耐热材料制成
的非球面模具中模压成型。

We have developed a special molding technique effective
for medium- to large-diameter aspherical lenses, which
were previously considered to be difficult to mold.
This technology is widely utilized in the manufacture
of aspherical lenses for lenses for film-based and
digital cameras.

即使对于从前认为难以模压的中,大尺寸非球面镜片,我们也开发了
特殊的模压技术进行有效处理。
这项技术被广泛应用于制造胶片相机和数码相机所用镜头中的非球面
镜片。

PAG

塑料覆层非球面镜片(名词小释)

UV-curable resin is injected between the spherical glass
lens and the aspherical metal mold, then irradiated with
UV light to form hybrid lenses.

在球面玻璃与非球面金属模具之间注入紫外线硬化树脂,运用紫外光
照射形成复合镜片。



PAG (Plastics on Aspherical Glass) hybrid lenses

塑料覆层非球面玻璃复合镜(详细说明)

The term Plastics on Aspherical Glass, or PAG, generally
refers to the method used to fabricate hybrid aspherical
lenses combining glass and plastic.
UV-curable resin is injected between the spherical glass
and the aspherical metal mold, and irradiated with UV to
form a glass-resin hybrid aspherical lens.

所谓塑料覆层非球面玻璃(PAG),一般指的是将玻璃和塑料结合在
一起以加工复合非球面镜的方法。
在球面玻璃与非球面金属模具之间注入紫外线硬化树脂,运用紫外光
照射形成玻璃-树脂复合非球面镜片。

Nikon has developed its own plastics and molding technology
for PAG, and now manufactures large-diameter, high-precision
lenses with large aspherical lens surfaces in volume and at
low cost.

尼康开发了一整套用于PAG的塑料和模具技术,现用于制造大尺寸、
高精度的大型非球面镜,并大量生产而廉价化。

Nikon has developed original technology for each key factor
-- including materials, fabrication and measurement --
to make possible these three methods of manufacturing
aspherical surfaces.
By selecting the best method for each individual application,
we can quickly meet the demand for a wide range of products,
from ultra-precision custom designs to reasonably-priced
volume items.

尼康开发了独自技术控制每项关键因素,包括材料、加工和测量,从而
确保利用以上三种方法进行非球面制造。
通过对每项独立应用都选择最佳方法,我们可以快速满足广泛的产品
需求,对大宗订单提供高精度的订制设计以及合理的价格。
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陈年泡菜
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看到血色黄昏在别处发牢骚,于是跑到这里看看究竟是啥?

血色黄昏说的有道理,这篇尼康的技术介绍存在用词不恰当之处,不过大家注意到没有?
楼下说的都是英文版本!我找到尼康日文网站,看看究竟乍写的?

http://www_nikon_co_jp/main/jpn/profile/technology/aspherical_lenses/index.htm

---------------------------------------------------------------------------
引用:

Spherical lenses are subject to aberration and therefore cannot concentrate all the light into one point. Aspherical lenses, however, offer excellent aberration correction performance, providing superior resolution performance, even with compact optics composed of a small number of elements.

非球面透镜不能把全部光线集中到一个点上,但是非球面透镜的这个特性正好可以用来极好的纠正像差,提供镜头更好的解像能力,紧凑的光学结构,和更少的镜片数目。
==============

这一句翻错了。应该是:

球面透镜有失真因此不能把全部光线集中到一个点上,而非球面透镜具有优秀的失真校正能力,……

=========================
从日文翻译过来就是:
由于球面镜片存在球差,不能将光束成像集中于一点。如果使用具有很高像差校正能力的非球面
镜片,那么,即使是镜片数量少而结构紧凑的光学系统也可以实现优异的成像性能。

可以看出,日文原文中首先提及“球面镜片存在球差“,非球面的出现很自然针对“球差“

血色黄昏也不必为损失70%之后的英文版本而追问尼康
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陈年泡菜
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日本把世界上的光学工业都远远扔了后头,
如果未来没有竞争者,那岂不可以漫天要价了,
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我就是憋不住,发点牢骚.倒是去他们试验室玩过2次,彻底泄气,没法赶上小日本了.那2小子的老板42了,每天在试验室干12小时,下边4个博士后,3个工作人员,2个技工,1个临时工. 老板自己亲自干活,试验室所有试验和理论问题全是他想办法解决,这小子在日本才是2流角色.真不知道日本一流光学试验室什么样,怎么干活
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oldyang8978
泡菜  

认识2个北理工光学的毕业生,这2个哥们在日本就是搞光电设备研究的,主要是芯片用镜头。博士后2年,用的部分镜头是日本研究所的技工研磨的,其中一哥们和那个技工关系很好,也练了一手好活(自称),不过被另一哥们认定(中国人称赞中国人那是很少的)。
也就是说技术不是很难,要手巧就行。
这2个主没有一个爱照相,照相机也是N和O的傻瓜机器。他们讲传统光学没什么新鲜东西,从设计到工艺没什么新奇的,只要有了新的理论函数,用计算机设计很容易。生产就是一个经验积累过程,中国不行的原因是,工艺上没有积累,没有把几十年工艺上的特点优势化,程序化,所以现在上什么生产线,全需要从0开始的工艺摸索。说这话的小子在长春光机所干过2年。

-----------------------------------------------------------------------------------------------
连这个都给抖搂出来了。照相机研究所的哥们还说过咱们一只鸟的女领导总打算用市场换技术。可是咱们80年代的敬业精神都不知道跑到哪儿去了。

[臭哈苏 编辑于 2004-02-06 16:42]
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应该说,如果你有耐心,给你提供白刚玉,绿碳化硅的微粉,
同样可以用手工在普通的玻璃研磨出来镜片,但是
这种所谓的镜片的实际使用意义有多大?佳能会用它来去市场投石问路吗?
所以,内行人不会相信所谓的"手工研磨",可以勉强称为"半手工研磨",
"手工"只能是种宣传的作用,提高价格,手工成分有30%已经不错了
镜头的生产,更认可标准化,机械化

这与天然宝石,钻石的加工有很大不同,高档天然的宝石,钻石是不可能
有第二颗的,所以,宝石的研磨更注重手工的技术,经验和魅力
世界上最大的宝石加工中心在印度,而研磨天然宝石的材料
几乎全部来自中国,这种材料就是人造金刚石微粉

TO:能见度,不要客气
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打倒Zeno!身为C家大佬,怎么搞那么个小PP来宣传C家的第一个Aspherical Lens,看不过眼,看不过眼,连俺都为CANON打抱不平,上个大点的图片!(帮上个FD85/1.2L壮壮C家声威,俺找不到50/1.2的PP,只好再闪

[2004-02-06 15:18 补充如下]

声明一下:上面的图片非俺所拍,是坛子里哪位兄弟的,借用一下,谢了。
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不熟悉Leica的东西,不过google一下也不困难:
1966 Noctilux 50mm f/1.2: first lens with serially produced aspherical lens  

http://www_leica-camera_com/unternehmen/historie/produkte/index_e.html
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第一支非球面镜问世的时间可能会把很多人吓得从椅子上跌下来的:1901年,Carl Zeiss 发明的。
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尼康的第一支非球面镜,Fisheye-Nikkor OP 10mm/5.6,60年代末推出,
好象是1968年,第一支135SLR用非球面镜头(鱼眼)。

借来的图:
顺便更正前面手误,佳能第一支非球面镜是FD 55/1.2 AL,1971年推出,
可以算第一支135SLR用常规非球面镜头。

AL = Aspherical Lens
特别想知道的是,徕卡和蔡司的第一支非球面镜(不限于135SLR)分别是
啥时候的?
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工艺积累!

大家说说各牌最早使用研磨Asph的135镜头?
Canon的zeno已经说了
Nikon:58/1.2 Noctilux?
Minolta:?
Pentax:15/3.5?
其他

[夜行人 编辑于 2004-02-06 11:20]
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认识2个北理工光学的毕业生,这2个哥们在日本就是搞光电设备研究的,主要是芯片用镜头。博士后2年,用的部分镜头是日本研究所的技工研磨的,其中一哥们和那个技工关系很好,也练了一手好活(自称),不过被另一哥们认定(中国人称赞中国人那是很少的)。
也就是说技术不是很难,要手巧就行。
这2个主没有一个爱照相,照相机也是N和O的傻瓜机器。他们讲传统光学没什么新鲜东西,从设计到工艺没什么新奇的,只要有了新的理论函数,用计算机设计很容易。生产就是一个经验积累过程,中国不行的原因是,工艺上没有积累,没有把几十年工艺上的特点优势化,程序化,所以现在上什么生产线,全需要从0开始的工艺摸索。说这话的小子在长春光机所干过2年。
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能见度兄别闪,还有句话叫“自力更生”,跟“师夷长技”是要结合起来
地,比如我们的两弹一星,当然啦,有机会“偷夷长技”也是捷径。
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所以,新干线是不能引进的,还是ICE或者TGV吧。
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日本昭和电工等大商社都从我们这里购买,
可以说,日本的镜头研磨材料有约75%来自中国
_______________________________________

那技术换磨料就是啦!
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谢谢海法兄!鬼子忒厉害了,关键的东东在手心里攥的紧紧的,俺们难道就没点办法?依俺说,派个工业间谍把核心技术偷回来,这才是真正的“师夷长技以制夷”,Zeno兄说的那个“师夷长技以制夷”早就被※※所证明是行不通的了,(攻击Zeno兄一把,俺先急闪
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TO:能见度

请教谈不上,在学校时候,我的专业是研磨工程,
不过没有从事过科研工作.都还给老师了,大家交流交流.

你说得没错,刚玉的主要成分是Al2O3,白刚玉
的含量一般为99%,目前国内有原料,我们使用一半是
澳大利亚进口的原料加工白刚玉,因为价格便宜,
颜色更洁白,日本昭和电工等大商社都从我们这里购买,
可以说,日本的镜头研磨材料有约75%来自中国
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窃以为,日本的模具技术实在是厉害! 所以模铸非球面镜,还有现在佳能的DO镜片,只有他们搞出来了。
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看看莱卡镜头的研磨
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海法兄:有问题请教一下:白刚玉是否就是三氧化二铝的晶体?另外2500#的“#”和一般砂纸标注的“目”数是否同一概念?谢谢!
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我们日常工作,生活可以接触到的地方都几乎
和研磨有关系,研磨被称为工业的牙齿.
比如,家具抛光,机械加工,玻璃工业,地板砖,手表零件,
照相机,汽车,造船工业,宇航工业,广州的高尔夫球杆工业,
,,,,,甚至女孩用的磨砂膏,
羊毛衫,北京的地铁楼梯处理等

对高级镜头的研磨,尤其是航天事业的贡献,
把研磨的非凡技术表现到了淋漓尽致.
可以说,没有研磨,人类将会失去一双看世界的明亮眼睛
和窗口.
中国的研磨工业技术是苏联,前东德领进门的,
经过四十年的发展,目前在国际上也是先进的,
但是比起来日本还是有一定的差距.
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看到了研磨,觉得很亲切
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我就是做研磨工业贸易的,给大家介绍这方面的
一些小常识:

目前主要的研磨材料为:

棕刚玉
白刚玉
黑碳化硅
绿碳化硅

研磨是加工镜头最核心的材料.
通常使用的材料都是精密微粉:
白刚玉,绿碳化硅

粒度是:1500#,1800#,2000#,2500#等
日本生产高级微粉的设备从来不出口,
中国多年来尝试引进改类设备都没有成功,
举个例子,中国最大的彩电玻壳厂每年从日本
大量进口微粉,有的据说卖到了20万元,而中国同样的粒度
价格只有1万5,6,只能用于初步加工
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对,就是要师夷长技以制夷,只可惜国鸟不争气
依小弟愚见,我们的邻国在某些军事或航天科技上跟本比不上我们,神洲五号发射不是成功了吗,不久的将来还有更多等着的
就目前来说,我们只是在某些产品的制造业水平赶不上而已,这可能与一些管理方式有关,相信很快会有所改善的,国人要争气啊,更何况国鸟呢
to xi佬,"是挺有意思的,换个方式"这不是叫我烧器材吗,这可不行啊,会妻离子散的哦^0^开个玩笑而已^_^
祝各位元宵节快乐

[广州吉利 编辑于 2004-02-05 21:38]
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黄昏兄哪里话,咱要师夷长技以制夷嘛,只可惜国鸟不争气。
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呵呵,我有点较真了。我劣根,看见国外的加工能力比国内的强就有气
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莱西的意思是好的翻译如同好的江山社稷用美好的诗词一浓缩描绘和渲染,美景会增添意境。

那是肯定的,这要依赖大侠辛苦润色了,著述立撰普及知识,以后像你靠起,俺也是飞毛腿,专门钻“莱卡、哈苏、尼康、佳能”的网站,只管下载,不管散布流言,偶尔自私的介绍个毛皮混点稿费之类俗人的俗事。
一定向你靠。
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臭哈苏
泡菜  

让我说啊,外文文章最好读原文,本来文化不同表达方式不同,翻译如同非要带上面具一样怎么模仿怎么不是味道。如同中国人唱外国歌和外国人唱中国歌一样。

虽然是外文,但是好的翻译,能够做到“信达雅”,就很好看了。
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zeno厉害的问题就是厉害!
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