在光學透鏡（jìng）中，凸透鏡尤為常見（jiàn），應（yīng）用也較為廣泛。凸透鏡是中央較厚，邊緣較薄的透鏡（jìng）。凸（tū）透鏡具有會聚光線的作用，因此也（yě）叫“會聚透鏡”、“正（zhèng）透鏡”通常用於遠視與老花鏡（jìng）。此類的光學透鏡可分為：雙（shuāng）凸透鏡——是兩麵凸的透鏡；平凸透鏡——是一麵凸、一麵平的透鏡；.凹凸透鏡——為一麵（miàn）凸，一麵凹的透鏡。一下（xià）簡單說明凸透鏡的成像（xiàng）原理。

 

 

我（wǒ）們都知道凸透鏡成像規律是指物體放（fàng）在焦（jiāo）點之外，在凸透鏡另一側成倒立。實（shí）像，實像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實像越大。物體放在（zài）焦點之內，在凸透鏡同一側成（chéng）正立放大的虛像。物距（jù）越小，像距越小，虛像越小在光學中，由實（shí）際光（guāng）線匯聚成的（de）像，稱為實像，能用（yòng）光屏呈（chéng）接；反之，則稱為虛像，隻能由眼睛感覺。在講述實像（xiàng）和（hé）虛（xū）像（xiàng）的區別時，往往會提到這樣一種區分方法：“實像都是倒立的，而虛像都是正立（lì）的。”所謂（wèi）“正立”和“倒立”，當然是相對於原物體而言。

將平行光線平行於主光軸（凸（tū）透（tòu）鏡兩個（gè）球麵的球心的連線稱為（wéi）此透（tòu）鏡的主光軸）射入凸透鏡，光在透鏡的兩麵經過兩次折射（shè）後，集中在軸上的一（yī）點，此（cǐ）點叫做凸透鏡的焦（jiāo）點（記號為F，英文（wén）為：focus），凸（tū）透鏡（jìng）在鏡的兩側各有一實焦點，如為薄透鏡時，此（cǐ）兩焦（jiāo）點至透鏡中（zhōng）心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點到透鏡中心的距離，通常以f表示（shì）。凸透鏡球麵半徑越小，焦距（jù）（記號為：f，英文（wén）為：focallength）越短。凸透鏡可用於放大鏡、老花眼及遠視的人戴的眼鏡、攝影機、電影放映機、顯微鏡、望遠鏡的主軸：通過凸透鏡兩個球麵球心C1、C2的直線叫凸透鏡的主光軸。光心：凸透鏡（jìng）的中心O點是透鏡（jìng）的光心。焦（jiāo）點：平行於主軸的光線經過凸（tū）透鏡後會聚於（yú）主光軸上一（yī）點F，這一點是凸透鏡（jìng）的焦點。焦距：焦點F到凸透鏡（jìng）光心O的距離叫焦距，用（yòng）f表（biǎo）示。物距：物體到凸透鏡光心的距離稱物距，用u表示。像距（jù）：物體經凸透（tòu）鏡所成（chéng）的像到凸透鏡光心的距離稱像距，用v表示。

成像公式：1/u(物距)+1/v（像距（jù））=1/f（透鏡焦距）

因此我們都可以根據已（yǐ）知的焦距、像距計（jì）算出物距。

光學（xué）透鏡是光學係統的重要組（zǔ）成，也（yě）是光學工程中的必備知識。透鏡是（shì）由能夠透過指定光譜的材料製成的光學元件，一般可見光和近紅外光（guāng）譜（IR-A）（400-1400nm）使用光學玻璃，中紅外（IR-C）（3-50mm）使用晶體材料。透鏡技術可以廣泛地應用於機器視覺、數（shù）碼成（chéng）像、激（jī）光的準直與聚焦（jiāo）和各類（lèi）型光學儀器中。

我們一般指的光學透鏡是折（shé）射麵為球（qiú）麵的（de）折射鏡，有的是由（yóu）兩個球（qiú）麵組成，也有的是由一個球麵和一個平麵組成。由（yóu）於朝（cháo）向的不同和特性不同，決定了光學透鏡單獨使用和組合使用就會產生（shēng）不同的效果。光學（xué）透鏡的組合在不（bú）同領域有哪些應用呢？容我一一（yī）道來（lái）。

1. 光學成像（xiàng）

成像時，我們主（zhǔ）要使用凸透鏡，也是（shì）正透鏡。任（rèn）何一個（gè）凸透鏡（jìng）滿足物像關係公（gōng）式即可對任（rèn）何物體成放大或者縮小的像，因此要想成像其實很簡單，就（jiù）是知道這個透鏡的f(即焦距)。如（rú）果對成像的要求很高，如成像清（qīng）晰、不變形、色彩不失真，能看到更大、更小、更遠（yuǎn）的範圍……這就需要經過專門的設計人員使用（yòng）設（shè）計軟件（jiàn）來實現了。

2. 光的準直

現在許多應用中需要（yào）對一個發散的點光源進行準（zhǔn）直，以期待得到一個平行的光斑（bān），則需要使用（yòng）凸透鏡。如圖所示，請將點光源放置在凸透鏡（jìng）焦點的位置（zhì）上，準直的光斑就在凸透鏡後麵（miàn）產生了。光斑的直徑隻跟光源的（de）發散角（jiǎo）和凸透鏡的焦距有關（guān）係（D= 2f*tan(u/2)）。

3. 激光擴束

激光擴（kuò）束是激光領域裏常用的使用方法，就是將一束平行的激光（guāng）束（shù）展寬成一個光束直徑比原先大的激光束的方法。

激光擴束鏡可以（yǐ）分為兩（liǎng）大類（lèi）型：伽利略和開普勒。

伽利（lì）略擴束鏡由伽利略望遠鏡衍變而來，是比較常用的一類擴束鏡係統。它通常包括一個（gè）凹透鏡的輸入鏡和一個凸透鏡的輸出鏡。輸入鏡的前焦點和輸入鏡的前焦點相互重合。與開普勒類（lèi）型相比，伽利略擴束鏡及結構簡單，尺寸緊湊，成本低，但是不能使用空間濾波器，其擴束比也不能太（tài）大（通常不（bú）大於20倍）。

如（rú）果要使用（yòng）空間濾波器或者（zhě）得到更大的擴束（shù）比，則要采用開普勒（lè）擴束係（xì）統。開普勒擴束鏡（jìng）輸入鏡使用凸透鏡，它（tā）的（de）後焦點與輸出鏡的前焦點相互重合，在焦點重合的地方可（kě）以放置一個空間濾波器，如小（xiǎo）孔。

光學（xué）透鏡的材料對使用具有哪些影響（xiǎng）呢？

光學材料一般分為非晶態、晶體和有（yǒu）機塑料。不同的材料有其適（shì）用光譜範圍（wéi）和不同的物理特性（膨脹係數、密度、硬度等等）。非晶態中常見的材料有光學玻璃，紅外玻璃，激光玻（bō）璃。這類材料具有製造工藝（yì）成熟（shú），品種價格齊全（quán）等特點。其中無色光學玻璃主要是以（yǐ）SiO2為基礎材（cái）料，摻雜其他元素而形成的複（fù）合（hé）產物，主要針對400-1000 nm光波段使用。它區別（bié）於其他玻（bō）璃的主要特性是有一定的折射率和色散。國際上基本按照這兩個參數將其分為冕類光學（xué）玻璃（K）和燧石光學玻璃（F）。冕類光（guāng）學玻璃是指（zhǐ）折射率較低，阿貝數較大；燧石光學玻璃的折（shé）射率較高，而阿貝數較低。下（xià）圖（tú）為成都光明廠玻璃材料的分布圖，國（guó）際上還有幾家著名的玻璃材料公司，他們分別是SCHOTT，HOYA，OHARA和SUMTA。

在一般科研領域裏麵使用K9（SCHOTT對應是BK7）玻璃最為常（cháng）見，其性能（néng）適中，材料加工性能好，價格相對便宜，因此最為單透鏡應用的首選，也是（shì）許多鍍膜（mó）元（yuán）件的基底材料。另外一種是熔融石英JGS1（CORNING對應是7980），由（yóu）於這種材料的穩定性好，熱膨脹係數小，在大功率激光器（qì）裏普遍（biàn）使用，但其價格也是（shì）比較貴的，尤其是尺寸超（chāo）大的（de）時候（hòu）。

光學透鏡的鍍膜對使用具有哪些影響呢？

一般情況下，當光線由一種物質進入不同（tóng）傳遞物質時（如空氣進入光學玻璃），將會有5%的光被反射掉。在一個複雜（zá）的光學（xué）係統中，由於有許多透鏡和折射鏡的存在，使得整（zhěng）個係統的綜合透射率隻能有50%或者更低。

因此，人（rén）們在光學透（tòu）鏡的表麵鍍上單層增透膜（一般是MgF2）或多（duō）層增透膜，單層增透膜可使反射減少至1.5%，多層增透則可讓（ràng）反射率低至0.25%，這樣就可以大幅度提高這個係統在某一特定波段的光學透過率。

通常可以通過鏡片上（shàng）反射的顏色來判斷該光學透鏡是鍍了（le）什麽膜（mó）層，鍍了單層增透膜的鏡片通（tōng）常是藍紫色或是紅色，鍍多層增透膜的鏡片則呈淡綠色或暗紫色。

透鏡的應用（yòng）：

VR虛擬現實、照相機、放大鏡、投影儀（yí）、光學成像、天文觀測、科（kē）學研究、軍事工業、手機外置鏡頭、攝影鏡（jìng）頭、遠心鏡頭、紅（hóng）外鏡頭、準直鏡頭、軍工鏡頭等高端鏡頭 。

17c起草视频擁有非常豐富的常規（guī）光學透鏡產品線，平凸（tū）透鏡、雙凸透鏡、平凹透鏡、雙凹透鏡、膠合透鏡、彎月透鏡消色差透鏡。17c起草视频經過長期不斷的努力鑽研，對於光學（xué）透鏡領域的技術達

到國（guó）內領先（xiān）水平，對於H-ZLAF、H-LAF 、H-LAK、 D-ZK 、H-FK等易腐蝕材料已能批量生產。

 

透鏡是用透明物質製成的表麵為球麵一部（bù）分的光學元件，鏡頭是由（yóu）幾片透鏡組成的，有（yǒu）塑膠透（tòu）鏡（plastic）和玻璃透鏡（glass）兩種，玻璃透鏡比塑膠貴。通常攝像頭用的鏡頭構造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等，透鏡越多，成本越高。因此一個品質（zhì）好的（de）攝像頭應該是采（cǎi）用玻（bō）璃鏡頭的，其成像效果要比塑膠鏡頭好，在天文、軍事、交通、醫學、藝術等領域發揮著重要作用。

透鏡概念簡要（yào）介紹

透鏡可廣泛應用於安防、車戴、數碼相機、激光、光學儀器等各個領（lǐng）域，隨著市（shì）場不斷的發展，透鏡技術也越來越應用廣泛。

（lens)透鏡是根據光的折射規律（lǜ）製成的。透鏡是由透明物質（如玻璃、水晶等（děng））製成的一種光學（xué）元件。透鏡是折射鏡（jìng），其折射麵是兩（liǎng）個球麵（球麵一部分），或一個球麵（球（qiú）麵一部分（fèn））一個平麵的透明體。它所成的像有實像也（yě）有虛（xū）像。

凸透鏡：中（zhōng）間厚，邊（biān）緣薄，有雙凸、平凸、凹凸三種；

凹透鏡：中（zhōng）間薄，邊緣厚（hòu），有雙凹、平凹、凸（tū）凹三種。

薄透鏡為（wéi）一種中央部分的厚度和其兩麵的曲率（lǜ）半徑相比為很大的透鏡。初（chū）期，照相（xiàng）機隻裝有一個凸透鏡的鏡頭，故稱為“單透鏡”。隨著科技日益發展，現代鏡頭均有若幹不同形式和功能的凸凹（āo）透鏡組成一個會聚的透鏡，稱為“複式透鏡”。複式（shì）透鏡中之凹透鏡起校正（zhèng）各種象差的（de）作用。

光學玻璃具（jù）有透明度高、純（chún）潔（jié）、無色、質（zhì）地均勻，且有良好的折光能力，故為鏡頭生產（chǎn）的主要（yào）原（yuán）料。由於化學成分和折射率不同光學玻璃有：

1．火石玻璃--在玻璃成分中加入（rù）氧化鉛，以增加折射率（1.8804）

2．冕牌玻璃--在玻璃成分中加入氧化鈉和氧化鈣製成，以減低其折射率（鋇冕玻璃的折射（shè）率為1.7055）

3．鑭冕玻璃--為所（suǒ）發（fā）現的品種，它具有折射率高，色散率低的優良（liáng）特（tè）性，為創造大口徑（jìng）的（de）高級鏡頭（tóu）提供了條件（jiàn）。

透鏡是組成顯微（wēi）鏡光學係統的（de）最基本的光學（xué）元件，物鏡、目鏡及聚光鏡（jìng）等部件均由單個和多個透鏡組（zǔ）成。依其外形的不同，可（kě）分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。

當（dāng）一束（shù）平行於主光軸（zhóu）的光線通過凸透鏡後相交於一點，這個點稱“焦點”，通過焦點並垂直光軸的平麵，稱“焦平麵”。焦點有兩個，在物方（fāng）空間的焦點，稱“物方焦點”，該處的（de）焦平麵，稱“物方焦平麵”；反之，在像方空間的焦點（diǎn），稱“像方焦點”，該處的焦平麵，稱（chēng）“像方焦平麵”。

光（guāng）線（xiàn）通過凹透鏡後，成正立虛像，凸透鏡則成倒立實像。實像可在屏幕上顯現（xiàn）出來，而虛像不能。

透鏡（jìng）分（fèn）類

凸透鏡

凸透鏡是中央（yāng）較（jiào）厚，邊緣較薄的透鏡。凸（tū）透鏡具有會聚光線的作用，所以也叫“會（huì）聚透鏡”、“正透鏡”（可用於（yú）遠視與老花鏡）。此類透鏡可分為：

a.雙凸透鏡——是兩麵凸的透鏡；

b.平凸透鏡——是一麵凸、一麵平的透鏡；

c.凹凸透鏡——為一麵凸，一麵凹的透鏡。

凸透鏡成像規律是指物體放在焦點之外，在凸透鏡另一側成倒立的

凸透（tòu）鏡成像原理

實像，實像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像（xiàng）距越大，實像越大。物體放在焦（jiāo）點之內，在凸透鏡同一側成正立放大的虛像。物距越小，像距越小，虛像越小在（zài）光學（xué）中，由實際光線匯聚成的像，稱為實像，能用光（guāng）屏呈接；反之，則稱為虛像，隻能由眼睛感覺（jiào）。有經驗的物理老師，在講述實像（xiàng）和虛（xū）像的區別時，往往會提到這樣一種區分方法：“實像都是倒立的，而虛像都是正立的。”所謂“正（zhèng）立”和“倒立”，當然是相對於原物體而言。