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光行天下 -> 光学镜头设计 -> 16mm监控镜头设计  结构选择 简化镜片方法 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

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phoenixzqy 2012-09-01 20:20

16mm监控镜头设计  结构选择 简化镜片方法

SXn\k;F<  
监控镜头的设计,结构形式逃不出经典物镜的结构形式。 `~'yy q  
:4]^PB@dl  
对于16mm,1/3‘ccd  大相对孔径的监控镜头,采用高斯结构比较合适。 "*O(3L.c-  
根据需求,选择正确结构类型,是进行光学设计的首要条件,但并不代表就能获得好的设计结果。 ?5d7J,"<h  
.du FMJl  
如下图示,选择如图示的7片高斯物镜,完全能满足要求,后组增加了一个镜片,用于提高双高斯物镜的相对孔径。 >gqM|-uY  
CO!K[ q#  
                          图1 $Il?[4FF  
q~9Y&>D  
但对于开发镜头的厂家来说,多一片透镜,就提高了成本。尽量少的透镜片数,将更受青睐。 c` ^I% i  
上图中七片结构 的双高斯物镜 视场角比16mm监控镜头要求的偏大。  因此,此物镜还是有简化的空间的。 C FY3D|  
L=W8Q8hf  
对于此物镜的简化,有设计师选择了简化胶和镜片的方法。我对这个很不赞同。胶合镜片对于像差的校正,作用较大,尽量不要简化胶合面,破坏双高斯的结构。 z>$AZ>t%J$  
2aiZ  
下图是简化了前组胶和镜片。仅仅10度左右的视场角,这样的结构就很难矫正边缘光线的相差了。图中的设计,将边缘光线的渐晕设置到了0.6,才能获得边缘光线矫正较好的结果。但是这种设置,不符合实际的渐晕系数,设计和实际不符,这样在制作产品时,边缘区域在实际应用中将变得十分模糊。 -}nTwx:|5u  
l :\DC  
                        图2 NLZTIZCK  
O?|st$g  
J0@ ^h  
aKdi  
                                 图3 vCE1R]^A.]  
XKqUbi  
图3、图4中的结构,采用简化图1中双高斯结构后组的方法。并对相差进行优化。渐晕0.2-0.3之间。均获得了符合f16mm监控镜头设计 要求的结果。 |,k,X}gP  
图3结构与图4结构相比:图3可以获得较大的视场角,各视场像质像差较小;图4结构,视场角较小,但可获得较大的相对孔径。 NsYeg&>`  
l n}2   
n~xh %r;  
                                 图4 zx  
z>HeM Mei  
-x i]~svg  
-s Iji)t  
VY }?Nb<&  
^3*k6h [(  
%G!BbXlz  
phoenixzqy 2012-09-01 20:21
多交流。 w#EP`aM2$=  
请指正。
vurtne_000 2012-09-02 16:30
>>}4b2U  
phoenixzqy 2012-09-02 16:40
vurtne_000:老兄,你不是搞照明的吗? R*m=V{iu`  
(2012-09-02 16:30)嬀/color] {<\[gm\X  
aZK%?c  
你健忘啊???天天在QQ上请叫我镜头设计问题!
哭泣的农民 2012-09-03 09:25
路过不发表评论。。。做过的,好坏你懂得!
fengyang4771 2012-09-03 11:25
学习中
金zjt 2012-09-03 14:59
监控镜头的设计,结构形式逃不出经典物镜的结构形式。
phoenixzqy 2012-09-03 20:46
哭泣的农民:路过不发表评论。。。做过的,好坏你懂得!(2012-09-03 09:25)嬀/color] ~E]ct F  
A,P_|  
图2中的结构,深圳一厂家生产出来了,不能用,很模糊。 aGl*h" &  
10度的视场,渐晕就到0.6了,这也太没必要了。
phoenixzqy 2012-09-03 20:49
哭泣的农民:路过不发表评论。。。做过的,好坏你懂得!(2012-09-03 09:25)嬀/color] +IRr&J*P  
4 ^=qc99  
你帖子里的镜头焦距8mm,半视场角25度左右; 0v~Eu>Rg  
我帖子里的这个f16mm,半视场角10度左右。      还是有很大差别的。
phoenixzqy 2012-09-03 21:00
哭泣的农民:路过不发表评论。。。做过的,好坏你懂得!(2012-09-03 09:25)嬀/color] <hYrcOt  
LX i?FQnLu  
你发表过一个8mm ,一个6mm的镜头的帖子,视场50 60以上,结构比较类似前组为正负透镜的反远结构。那两个选择这种结构是可以的。   WWO@ULGY  
xnyp'O8yk  
而f16mm 视场角20度的,选择那种结构就不太合适了。 Bn[5M [  
cY}Nr#%s@U  
视场再小一点的物镜,又对孔径要求比较大的,采用类似于匹兹伐的结构更划算一些。
transfercai 2012-09-03 21:11
大神来了,果断顶下贴
phoenixzqy 2012-09-03 21:58
transfercai:大神来了,果断顶下贴(2012-09-03 21:11)嬀/color] w85PRruW  
Wcgy:4K3  
多谢哦  常交流!
phoenixzqy 2012-09-03 22:06
transfercai:大神来了,果断顶下贴(2012-09-03 21:11)嬀/color] JRMe( ,u  
"z ` &xB  
回复了你的帖子   《 [求助]镜头优化遇到问题  》 S`LS/)  
ub |tX 'o  
后组已经和前组不对称了。 r?e)2l~C8j  
采用经典结构时,优化后,一般不要和经典结构偏离太多。 #+2|ZfCn%  
优化之后,偏离太多,就要设置限制因子,及时纠正过来。 /f!CX|U  
Td&w  
以上经验,不是我总结的,呵呵,几年前听北理的李教授说的。试用了多年,非常正确。呵呵 3>[_2}l  
l vuoVINEp  
镜头的经典结构基本上都是在1900年附近涌现出来的,之后的这些镜头,都是在这些基础上的改良。现有的镜头结构,基本上是符合现有玻璃特性的最优解了。 ~E2xIhV  
\W<r`t4v  
以后如果出现大量新的特殊材料,镜头的结构估计会再飞跃一次。 这是我的看法,不一定对哦。
duqingyin 2012-09-04 08:54
好东西,厉害,顶一下
哭泣的农民 2012-09-04 09:54
phoenixzqy:图2中的结构,深圳一厂家生产出来了,不能用,很模糊。 @g*=xwve=~  
10度的视场,渐晕就到0.6了,这也太没必要了。 (2012-09-03 20:46)  X0X!:gX  
2M>Y3Q2Yv  
图2的结构我手上也有样品和光路了,缺陷是显而易见的,渐晕偏大,设计不合理。产品的参数大概是f16 /F1.8 兼容2.5英寸 CMOS芯片。样品测试下来,像质投影分辨率在200线以上,可以接受。不过和一些同类产品相比亮度均匀性方面还是有很大差距。其实个人觉得镜头做出来差,很多时间问题不是出在前期,后期镜头厂家大部分部件外协外购,品质控制不了,反而更容易出问题。这个版主比我们这些菜鸟有经验,应该更懂得。
w000000y 2012-09-04 18:43
不知到相知怎么样
农远峰 2012-09-04 20:07
顶起来啦
phoenixzqy 2012-09-04 20:09
哭泣的农民:图2的结构我手上也有样品和光路了,缺陷是显而易见的,渐晕偏大,设计不合理。产品的参数大概是f16 /F1.8 兼容2.5英寸 CMOS芯片。样品测试下来,像质投影分辨率在200线以上,可以接受。不过和一些同类产品相比亮度均匀性方面还是有很大差距。其实个人觉得镜头做出来差,很多时间 ..(2012-09-04 09:54)嬀/color] \[&~.B  
SE+K"faKQ  
是的。现在镜头厂家镜片、镜筒,隔圈 差不多都是外包的,基本只做装配。 2 @g'3M  
镜片生产就很难控制到了,很容易出问题。 yKEE @@}\  
Au'[|Pr r  
今天和你QQ聊得很开心,常联系!
xull127 2012-09-04 20:17
哭泣的农民:图2的结构我手上也有样品和光路了,缺陷是显而易见的,渐晕偏大,设计不合理。产品的参数大概是f16 /F1.8 兼容2.5英寸 CMOS芯片。样品测试下来,像质投影分辨率在200线以上,可以接受。不过和一些同类产品相比亮度均匀性方面还是有很大差距。其实个人觉得镜头做出来差,很多时间 .. (2012-09-04 09:54) C^RO@kM  
uD_|/(  
市场上的镜头测试200线,实际用很差,其实很多测量投影机的测量结果根本就没用的。测量要求光束人和视场充满全孔径,真正分辨道清楚200线对以上1/2.5inch的效果是非常好的(前提是分辨清楚,无拖影,明显色差)。中国人做的镜头就是这样,用中国人做的检测工具,检了也白检,就做个数据玩玩的。大多问题都是后期加工造成的,但加工合格的情况下合格率就是设计出来的了,所谓镜头设计是否优秀,只看MTF等分析数据时看不出的。 EKf"e*|(L  
只是回复哭泣的农民啊,和此帖初衷无关 '.oEyZA;o  
GOHRBV  
guapiqlh 2012-09-05 15:47
phoenixzqy:你帖子里的镜头焦距8mm,半视场角25度左右; UVu"meZX  
我帖子里的这个f16mm,半视场角10度左右。      还是有很大差别的。 (2012-09-03 20:49)  L5yxaF{]  
Kggf!\MR8  
我猜他根本不是这个意思,呵呵。 J+\F)k>r  
他可能是从成像质量以及第三片(图三中第一胶合片的第二面)的加工方面来考虑的。
guapiqlh 2012-09-05 15:48
做16mm这么大焦距,视场角又那么小,选你图三中的结构也不一定是最优化的
guapiqlh 2012-09-05 15:54
图2那是在胡搞
phoenixzqy 2012-09-05 21:22
guapiqlh:做16mm这么大焦距,视场角又那么小,选你图三中的结构也不一定是最优化的(2012-09-05 15:48)嬀/color] e!4akKw4wD  
$elrX-(vL  
最优?谁都不敢说自己设计的是最优。 FG#j0#|*  
eaX`S.!jR  
6片透镜应该是必须的。
phoenixzqy 2012-09-05 21:43
guapiqlh:我猜他根本不是这个意思,呵呵。 eGTK^p  
他可能是从成像质量以及第三片(图三中第一胶合片的第二面)的加工方面来考虑的。(2012-09-05 15:47)嬀/color] g rfF\_[:  
25ayYO%PTc  
镜片两个面的 同心 在设计中是要注意一下的。
phoenixzqy 2012-09-05 21:46
xull127:市场上的镜头测试200线,实际用很差,其实很多测量投影机的测量结果根本就没用的。测量要求光束人和视场充满全孔径,真正分辨道清楚200线对以上1/2.5inch的效果是非常好的(前提是分辨清楚,无拖影,明显色差)。中国人做的镜头就是这样,用中国人做的检测工具,检了也白检,就做 ..(2012-09-04 20:17)嬀/color] F0JFx$AoD  
IY19G U9  
不要用国产的测试。国产的球径仪都做不好。 X,N@`  
kp6x6%{K\  
现在德国trioptics的测试仪,国内有很多家科研单位都有的。
guapiqlh 2012-09-06 09:51
phoenixzqy:镜片两个面的 同心 在设计中是要注意一下的。 (2012-09-05 21:43)  ?>y-5B[K/(  
yq}{6IyZ^  
不只是同心度吧,加了压边、加了毛配之后边缘厚度足够大吗
transfercai 2012-09-06 14:12
大神,请接受我的膜拜
w000000y 2012-09-06 17:31
真不知谁设计水平高,我急需设计镜头
phoenixzqy 2012-09-06 19:52
guapiqlh:不只是同心度吧,加了压边、加了毛配之后边缘厚度足够大吗(2012-09-06 09:51)嬀/color] ~vGtNMQg  
EKPTDKut  
足够的。 u-{l,p_H  
需要的话可以把zmx文件发给你看看。不过图3不是客户加工的文件。因此在帖子里给出了layout。
phoenixzqy 2012-09-06 19:53
guapiqlh:不只是同心度吧,加了压边、加了毛配之后边缘厚度足够大吗(2012-09-06 09:51)嬀/color] \TB%N1^  
2 dD<]  
图4,只能给出那样得结构了。胶合片的曲率都给隐藏掉了。
phoenixzqy 2012-09-06 20:11
xull127:市场上的镜头测试200线,实际用很差,其实很多测量投影机的测量结果根本就没用的。测量要求光束人和视场充满全孔径,真正分辨道清楚200线对以上1/2.5inch的效果是非常好的(前提是分辨清楚,无拖影,明显色差)。中国人做的镜头就是这样,用中国人做的检测工具,检了也白检,就做 ..(2012-09-04 20:17)嬀/color] <`xRqe:&9  
:gD0EqV  
聂工 最近不常来啊? 公司业务忙吧?
zhuangzi007 2012-09-06 22:07
看到好多大神。
phoenixzqy 2012-09-06 22:18
zhuangzi007:看到好多大神。(2012-09-06 22:07)嬀/color] #U$YZ#B  
w(V? N'[  
呵呵 多交流!
linlin911911 2012-09-07 12:23
一味地追求能少一片就少一片的做法,这不一定正确。 n~,]KdU]  
有时候多一片虽然镜片成本增加了一点 ,但是能有效减少装配成本。或许总体还是合算的。 z<o E!1St  
 \Z\IK  
visuangle 2012-09-07 14:01
linlin911911:一味地追求能少一片就少一片的做法,这不一定正确。 9{)Z5%Kz  
有时候多一片虽然镜片增加了一点 ,,但是能有效减少装配成本。或许总体还是合算的。 t4f (Y,v  
 (2012-09-07 12:23)  }zkL[qu;  
saGRP}7?  
嗯,说的也有道理,有时确实是得不偿失。设计上死命的抠,加工装配上报废一堆。
xull127 2012-09-07 17:30
phoenixzqy:聂工 最近不常来啊? 公司业务忙吧? (2012-09-06 20:11)  jMN)?6$=  
lq:]`l,6@  
在忙几个设计,呵呵,赶到一起了
phoenixzqy 2012-09-07 21:29
xull127:在忙几个设计,呵呵,赶到一起了(2012-09-07 17:30)嬀/color] DeH0k[o  
;xfO16fNk  
最近我做过照明方面的、渐进焦点眼镜、非球面眼镜,监控镜头的等等, 。 9*4 .  
感觉传统成像的反倒不那么景气了。现在照明发展的比较迅速啊。
zhanghaozho 2012-09-08 10:08
新手,随便看看
xull127 2012-09-11 15:31
phoenixzqy:最近我做过照明方面的、渐进焦点眼镜、非球面眼镜,监控镜头的等等, 。 B52yaG8C  
感觉传统成像的反倒不那么景气了。现在照明发展的比较迅速啊。 (2012-09-07 21:29)  +oZH?N4yaM  
}z wX  
还好吧,一半一半。 O=aw^|oj]  
照明时比较迅速的,成像毕竟没有LED这种一下很大力量推动的东西
fengyang4771 2012-09-12 15:05
看看啊
稻草人 2012-09-14 23:42
最缺这种实例了~~~
phoenixzqy 2012-09-17 23:51
稻草人:最缺这种实例了~~~(2012-09-14 23:42)嬀/color] uv]{1S{tb  
\|%E%Yc  
呵呵 常交流。
phoenixzqy 2012-09-19 23:04
fengyang4771:看看啊(2012-09-12 15:05)嬀/color] }x:f%Z5h  
=&vFVIhWcf  
呵呵 常交流
liuyu8808 2012-09-20 13:05
不错啊
phoenixzqy 2012-09-20 20:25
liuyu8808:不错啊 (2012-09-20 13:05)嬀/color] !3 qVB  
'0Q,  
多交流了  
guapiqlh 2012-09-24 14:54
phoenixzqy:足够的。 ~NcQ1.  
需要的话可以把zmx文件发给你看看。不过图3不是客户加工的文件。因此在帖子里给出了layout。 (2012-09-06 19:52)  BMyzjteS+  
0Q5^C!K  
呵呵,谢谢,不过我不需要看,我也做设计的,做这个东西应该不太困难。另外我觉得用6片镜片的话,理应传函、斑点更好一点
phoenixzqy 2012-09-24 21:42
guapiqlh:呵呵,谢谢,不过我不需要看,我也做设计的,做这个东西应该不太困难。另外我觉得用6片镜片的话,理应传函、斑点更好一点(2012-09-24 14:54)嬀/color] HeGY u?&  
QF2q^[>w6  
我十分怀疑你是不是做光学设计的。 9p* gU[  
Elj_,z  
在帖子: [求助]35毫米广角镜头设计,http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-57170-page-1.html,里,你觉得4片就足够了!   呵呵, 有点光学设计常识的人都知道,这肯定是不行的。  这可不是4mm的广角监控镜头,这是35mm的单反相机镜头好不好?
phoenixzqy 2012-09-24 21:44
guapiqlh:呵呵,谢谢,不过我不需要看,我也做设计的,做这个东西应该不太困难。另外我觉得用6片镜片的话,理应传函、斑点更好一点(2012-09-24 14:54)嬀/color] n%^ LPD  
Di_2Plo)4  
而且你的帖子和回复,往往都是说一些模棱两可的话。呵呵     l ASL8O&\  
rPNb\Ri  
xull127应该是个高手,分析的都很详细,到位!   自己水平怎么样不是装出来的。
guapiqlh 2012-09-25 14:53
phoenixzqy:我十分怀疑你是不是做光学设计的。 \l"&A  
在帖子: [求助]35毫米广角镜头设计,http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-57170-page-1.html,里,你觉得4片就足够了!   呵呵, 有点光学设计常识的人都知道,这肯定是不行的。  这可不是4mm的广角监控镜头,这是35m .. (2012-09-24 21:42)  s](aNe2j  
u~ ~R9.  
首先承认一点:在看那个35mm镜头的时候,我最初的确是以为他是个普通监控镜头,像面不大于一英寸,所以比较武断的说四片就差不多了这句话,这是我的错,不过我想你也应该知道他发的那个帖子是没法看的吧。 ^_t%kmL`  
再说说你的这个吧,视场角你已经给定了,F/#从图里可以差不多估计出来,差不多1.6附近吧,波长从0.48到0.83微米,以这些指标做设计目标,虽然你怀疑我是不是做设计的,我也觉得自己水平不高,但是总是觉得达到你的spt、mtf指标应该是没什么难度的。
guapiqlh 2012-09-25 15:07
phoenixzqy:而且你的帖子和回复,往往都是说一些模棱两可的话。呵呵     YY?a>j."a  
xull127应该是个高手,分析的都很详细,到位!   自己水平怎么样不是装出来的。 (2012-09-24 21:44)  N=:5eAza  
!zPG? q]3  
另外一点::不知道图三还是图四是产品图,如果是四的话,主光角会比较小,但是从图上看,后焦距应该是比较小的,不知道有多少类型的客户会接受,又有多少因为这个原因拒绝这个产品。如果是图三的话,那就当我没发过这个回复好了
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