东正光学:镜头的前世今生两分钟看懂

In: 镜头知识 On: Wednesday, May 9, 2018 Hit: 1389

  在机器视觉中,镜头作为一个获取图像的重要部分,却常常被人看成不起眼的配件。很多人认为,TA不过是几个镜片和金属件的组合,并不值得投入太多的预算。在这里,我们给大家展示一下一个镜头的前世和今生。事实上,这样的一个配件,其实并非很多人想象的那么简单。

  一、光学设计阶段

  在该阶段,根据客户的需求,计算出需要什么形状的镜片(曲率,厚度,材料等等)以及各个镜片之间的间距,为镜头的结构定了型。这个阶段涉及到大量的计算来进行不断反复的优化,使得光学系统的成像不断提高(MTF,畸变等光学性能)。另外,在此阶段也会做杂散光,鬼影,热点等相关的照明分析。通常会用光线追迹软件(ZEMAX,TracePro等)完成这一阶段。如果在指定的照明和相机敏感度的条件下计算成像质量,在试做前即可计算成像缺陷。

  二、机械设计阶段

  在上一阶段的基础上,完善镜头的结构,定义了镜头的最终尺寸。这里同样需要考虑到镜头装配的难易程度,从而为后续提高良率和节省装配成本奠定基础。

  三、镜片生产阶段

  光学镜片的生产是一个耗时而又严谨的过程。从玻璃材料的混合,熔融,胚料的切割,到玻璃胚料的粗磨,精磨(达到厚度,曲率的要求),抛光(达到光圈及不规则光圈的要求)以及芯取(达到偏芯,矢高外径等要求),再到最终的镀膜(达到透过率及透射波长的要求),每一步都会决定最终成像的优劣!

  四、镜头装配阶段

  到齐了所有的来料,就可以进行镜头的生产了。不同种类的镜头,装配的难易程度也自然相差很大。在装配高分辨率,大NA的镜头时,由于光学系统对镜片的偏芯等公差极为敏感,有时需要实时调芯装配的技术,使得一次装配的MTF大大提高。

  如果装配变焦镜头,或可变光阑的镜头,装配过程会更加繁琐,这时会涉及到诸如曲槽筒,光阑叶片及作动环等复杂的零件,装配花费的时间也自然更长。

  五、镜头检测阶段

  改阶段需要对客户要求的所有参数,如倍率,工作距离,分辨率,畸变,相对照度,包括外观,环境测试等等进行检测,以保证出货的品质。

  DZO开发了自主的镜头检测系统,可以同时检测镜头多个参数。而研发投入的MTF(传递函数)测试仪,则在样品阶段最大程度保证了和设计值对比的真实性。

  六、综述

  综上所述,一个镜头不仅仅是几个金属零件和镜片的结合。 TA同样蕴含了繁不琐的计算、复杂的冷加工、对经验和技术有着极高要求的装配以及严谨的测试!

  【DZO东正光学光学设计优势

  深圳市东正光学技术有限公司(DZOptics,简称DZO)是一家针对机器视觉自动化领域、摄影、电影等行业定向的自主研发和生产的科技型企业,客户分布全球各地。

  公司具有独立的光学设计事业部,我们的设计师大多是极具经验的,并且为诸如Facebook、Google、Apple等客户提供过优良的光学设计,更有许多优秀的案例得到了广泛客户的一致好评。公司设计部分一贯保持严谨认真的做事态度,认真耐心对待每一个客户,以争取最大限度地为客户提供满意的光学设计。

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