为了缩小机构的体积，偏光显微镜透镜组的焦距必须尽可能地小一些，这就要减小偏光显微镜透镜的曲率半径。但是减少显微镜透镜的曲率半径就会增大球面象差，其结果还是不能很好地把光源的光变为平行光。为了改善这种状态，可把偏光显微镜透镜的表面做成非球面的特殊形状，如图2 -37 ( a )。但是，这不仅需要大量玻璃，增加重量，而且光的损失增大。因此，作为内显微镜透镜也需要切割成带棱梯的显微镜透镜。图2 -37 (b)表示了棱梯透镜形成的方法。

    这就是把非球面偏光显微镜透镜的外表面，划成一些同心的环带(中心部分是圆面)，然后按图把带阴影的部分切去，阶梯部分的弧度要与球面S的弧度一致，然后沿着虚线将这些环带平行地移到S球面上，由于平移的距离不等(中心部分移动距离大，边缘部分移动距离小)，所以偏光显微镜透镜成了阶梯形，但各个阶梯的环带表面曲率并没有改变。

    由于光的折射只发生在两种媒质的交界处，所以，按以上方法得到的带棱透镜，仍然保持了原来非球面偏光显微镜透镜的折射角度。铁路信号用的外梯透镜，就是这样形成的。利用内梯透镜和外梯透镜，组成透镜组，这样既增大了含角缩短了焦距，又提高了光线的透光率。