鏡頭
關注創建者：會爬樹的豬 創建時間：2018-10-25
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鏡頭的實例教程
在世界范圍內，發達工業國家的光學鏡頭制造工藝較為領先，尤其是德國和日本在鏡頭的研究與制造方面擁有悠久的歷史與傳統，造就了萊卡( Leica )和卡爾禁司( CarlZeiss )等光學巨頭，其中卡爾禁司鏡頭至今仍為世界鏡頭制造技術的典型代表。日本光學鏡頭產業自二戰后飛速發展，憑借更高性能價格比，在全球鏡頭行業市場逐漸占據優勢其主要生產企業有佳能( Canon )、尼康( Nikon )、富士( Fuji )、奧林巴斯( Olympus )等。
我國光學鏡頭產業的發展與軍工技術密不可分，二十世紀六七十年代，我國光學企業主要為云南、四川、福建等地的軍工企業。國產民用光學鏡頭產業起步較晚，2000 年后才有部分光學企業涉足民用光學鏡頭市場。2008 年之前國內光學鏡頭市場基本上被日本、德國品牌所壟斷，安防監控市場、手機市場、醫療影像市場的光學圖像設備上基本沒有中國大陸自主生產的鏡頭，臺灣企業生產的鏡頭產品也僅出現在少數較為低端的設備上。
隨著日本光學鏡頭制造工業的成熟和應用產品的日益增加，光學產品成本降低日本的光學技術也逐漸擴散到鄰近國家和地區。包括臺灣、韓國以及中國大陸在光學鏡頭生產上規模日益擴大涌現出了像臺灣大立光、亞洲光學等具有世界先進水平的企業。近幾年來光學鏡頭產業迅速向中國大陸轉移，中國大陸正逐步成為世界光學鏡頭的主要加工生產地。成像像素升級的放緩，給中國大陸的光學鏡頭企業留下追趕空隙，安防、車載等應用領域以及其他新興應用市場產生了一批差異化競爭企業。目前中國安防市場迅速發展 海康威視大華股份等國內安防龍頭企業與博世、安訊士等世界知名安防企業展開充分競爭，國產化替代正在加速。
展開 CINNO Research產業資訊，
近日，有
專利文件顯示，
LG InnoTek和康寧正在合作研究
一種
液體鏡頭。
根據The Elec今年4月5日查詢的專利文件信息顯示，這對合作伙伴在美國申請的9 項與液體鏡頭相關專利，雙方各占50%。其中6項原為康寧所有，3項原為LG InnoTek所有。
在韓國申請的專利中，LG InnoTek提出和康寧共同分享其六項專利，相應地，康寧提出和LG InnoTek共同分享其一項專利。
在所有雙方通過上述方式共同擁有的這16項專利中，涉及核心技術包括液體鏡頭系統、如何控制帶有液體鏡頭的相機鏡頭以及鏡頭曲率變化儀。
實際上，液體鏡頭一般用液體材料填充乙烯基袋形鏡片。其原理是通過施加電流或電壓來控制液體透鏡的曲率，也就是該液體透鏡的焦點。與當前由玻璃或塑料制成的鏡頭不同，液體鏡頭本身無需移動即可控制焦距。
如果這種液體鏡頭能夠商業化，這可以減少相機模塊中鏡頭的數量和鏡頭的尺寸。實際情況是，目前智能手機上的相機模塊需要使用多個不同曲率的鏡頭——大約六到七個鏡頭。如果將這些堆疊鏡頭中的一些替換為液態鏡頭，這將大大減小整個鏡頭組的厚度。另外，激活鏡頭的其他配件數量和功耗也會減少，這將讓相機鏡頭的設計變得更簡單，制造也更容易。
LG InnoTek和康寧自2017年以來就一直在申請與液體鏡頭相關的專利。據韓國知識產權局運營的專利門戶網站Kipris介紹，韓國目前共有131項與液體鏡頭相關的專利，其中85項為LG InnoTek擁有，且所有這些專利申請都是2016年以后提交的。
展開 圖 4.修改后的設計
然后將 CAD 模型保存為裝配文件，復雜的鏡頭設計和進一步分析可以在 Speos 中完成。
使用 Speos 進行復雜的鏡片邊緣建模
首先，使用 .ODX 導入工具位于 Speos 界面的 Light Simulation 選項卡中。
圖 5.將修改后的設計導入 Speos
相機鏡頭組件包含多個鏡頭，編號如下。一些鏡頭邊緣需要使用 Speos 重新設計成復雜的形狀。
零件清單：
紅外濾光片 （A）
鏡頭 （B）
鏡頭 （C）
鏡頭 （D）
鏡頭 （E）
鏡頭 （F）
蓋玻片 （G）
圖 6.相機鏡頭組件
加長鏡片邊緣的幾何要求是將鏡片保持在機械擋板環和主鏡筒之間。
免責聲明：出于顯示目的，紅外濾光片 （A） 和蓋玻片 （G） 保留在鏡筒組件內。在實際應用中，這兩個組件很可能與鏡頭不在同一光學機械子組件中。
添加復雜的鏡頭邊緣
通過在父鏡頭上繪制新設計并圍繞鏡頭的光軸旋轉草圖，可以創建復雜的鏡頭邊緣。在 Speos 界面的草圖模式下，'線' 工具可用于創建復雜的設計。在繪制設計草圖時，需要考慮擋板環的空間。
圖 7.繪制復雜的鏡頭邊緣
當所有新透鏡邊緣的草圖完成后，設計將圍繞光軸旋轉以創建新的實體表面。如圖 8 所示，所有透鏡邊緣都形成一個單獨的固體表面。
圖 8.重新設計的鏡頭組件
下一步將父鏡頭邊緣和添加的鏡頭邊緣合并到一個鏡頭單元中。建議執行以下過程：
要更新 .ODX 文件中，您可以使用剪切、復制和粘貼命令將新的實體表面（在圖 9 中突出顯示）移動到組件中。
選擇需要組合的幾何體，然后使用 Speos Design 選項卡中的 'Combine' 對象工具。對其余鏡頭重復上述步驟。
展開 如果把工業相機比喻為人的眼睛，工業鏡頭就好比是眼球，它直接關系到監看物體的遠近、范圍和效果。工業鏡頭的選用應考慮一下幾點：
1）工業鏡頭尺寸應等于或大于工業相機成像面尺寸。例如：1/3″工業相機可選1/3″～1″整個范圍內的工業鏡頭，但水平視角的大小都是一樣的。只是使用大于1/3″的工業鏡頭能夠更多地利用成形，更精確了工業鏡頭中心光路，所以可提高圖像質量和分辨率。
2）選用合適的工業鏡頭焦距。焦距越大，監看距離越遠，水平視角越小，監視范圍越窄；焦距越小，監看距離越近，水平視角越大，監視范圍越寬。工業鏡頭焦距可按照以下公式估算。
f=A×L/H
(f--鏡頭焦距；A--攝像機CCD垂向尺寸；L--被攝物體到鏡頭距離；H--被攝物體高度)
格式 1英寸 2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 1/4英寸
CCD垂向尺寸 9.6㎜ 6.6㎜ 4.8㎜ 3.6㎜ 2.7㎜
3）考慮環境光線的變化,光線對圖像的采集效果起著十分重要的作用。一般來說，對于光線變化不明顯的環境，常選用手動光圈鏡頭，將光圈手調到一個比較理想的數值后就可不動了；如果光線變化較大，如室外24小時監看，應選用自動光圈，能夠根據光線的明暗變化自動調節光圈值的大小，保證圖像質量。但需注意的是，如果光線照度不均勻，特別是監視目標與背景光反差較大時，采用自動光圈鏡頭效果不理想。
4）考慮最佳監看范圍。因為工業鏡頭焦距和水平視角成反比，因此既想看得遠，又想看得寬闊和清晰，這是無法同時實現的。每個焦距的鏡頭都只能在一定范圍內達到最佳的監看效果，所以如果監看的距離較遠且范圍較大，最好是增加攝像機的數量，或采用電動變焦鏡頭配合云臺安裝。
5）工業鏡頭接口與工業相機接口要一致。
展開 1.4 特大視場紅外鏡頭
除了大口徑長焦距鏡頭以外，還有一類紅外鏡頭要求有很大的視場，比如60°甚至90°視場。
下面的例子是我們設計的一個特大視場中波紅外鏡頭，用于256×256元斯特林（Stirling）致冷中波焦平面探測器，像元尺寸為30μm×30μm，焦距5.43mm，F/2，對角線視場90°。
由于鏡頭的焦距很短，要保持一定的后工作距離，必須采用反遠距物鏡的結構型式。由于紅外焦平面探測器是裝在杜瓦里面，杜瓦窗口到焦平面的距離長達25.6mm，再給鏡筒的機械結構留出空間，鏡頭的反遠比（即后工作距離與焦距之比）高達5.4。
由于必須以冷光闌為孔徑光闌，對于這種超大視場的鏡頭來說，遠離光學系統的孔徑光闌破壞了光學系統的對稱性，更增加了光學設計的難度。
1.5 中長波或中短波雙色鏡頭
隨著紅外探測器技術的發展和應用的需求，雙色紅外鏡頭的使用也越來越多。對雙色紅外鏡頭的要求是，用一個鏡頭對中/長波或中/短波兩個波段同時消像差，兩個波段的像面在同一個面上，或者離開很小一段距離。
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04OAS軟件分析流程設置
? 模型構建
利用OAS軟件的精確建模功能，構建長波紅外熱成像鏡頭模型。該鏡頭的結構參數與表面特性是建模的基礎。隨后，在 OAS 材料庫中選擇或自定義紅外光學材料，并依據實際需求輸入詳細的光學參數，如折射率、吸收率等，將這些參數準確定義在鏡頭表面，確保模型真實反映實際光學系統的物理特性。
為了應對更極端的工況，Optris提供了一系列工業級配件，包括能夠耐受高達315°C環境溫度的水冷外殼，以及防止灰塵和蒸汽污染鏡頭的空氣凈化裝置。此外，針對室外安裝，還提供了帶集成加熱功能的防護外殼。
在數據交互方面，PI450i G7表現出極高的兼容性。通過工業過程接口（PIF），它可以將特定區域的溫度數據或報警信號直接傳輸至外部PLC或控制系統。
場曲分析器
場曲描述了物鏡（鏡頭）的設計焦平面和實際焦距曲線之間的差異。在這個用例中，我們介紹了一個分析這種效應的工具。
畸變分析器
本用例介紹了VirtualLab Fusion中的Distortion Analyzer，以球面透鏡為例進行說明。
摘要
鏡頭是成像系統設計的一個組成部分。因此，對任何光學工程師來說，能夠詳細分析它們的性能是至關重要的。一個眾所周知的不利影響是畸變，它導致光束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。在這個使用案例中，我們介紹了一個工具，以球面透鏡為例，研究這種效應。
畸變定義
畸變與主光線的球面像差相對應。它被定義為光線束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。
01/超表面成像發展態勢
? 應用場景全面拓展
1.消費電子領域，旗艦手機、折疊屏設備迫切需要超薄攝像頭模組，超表面透鏡可替代傳統 3-5 片玻璃透鏡，將鏡頭厚度壓縮至 1mm 以內，同時降低功耗與成本；
2.AR/VR 領域，超表面鏡片能實現輕量化（單鏡片重量 < 0.1g）、大視場與高成像質量，解決當前設備厚重、邊緣色差明顯的痛點；
3.車載與安防領域
光纖耦合透鏡的參數優化10天前
系統構建塊-光纖效率探測器
為了找到鏡頭的優化參數集，優化文檔允許為目標值定義參數約束和權重。
總結-組件...
初始透鏡評估
參數優化
VirtualLab Fusion技術
文件信息
系統構建模塊-導入的鏡頭文件
鏡頭系統，例如本應用中的耦合鏡頭，可以由用戶從頭開始設計，也可以從制造商提供的參數中導入。
系統構建模塊-光纖效率探測器
單模光纖耦合效率檢測器將效率計算為輸入場和光纖的（單）特征模的歸一化重疊積分。請注意，顧名思義，這種檢測器只適用于單模光纖。
這款非制冷型 USB 紅外熱像儀，不僅性能卓越，還配備了可更換鏡頭、豐富的工業配件以及 Optris 提供的免費專業軟件包，是滿足研究人員和過程工程師嚴苛需求的理想選擇。
，并針對鏡頭后表面使用倒置和翻轉數據文件，我們創建了一個鏡頭系統。
由于在 OpticStudio 中，鏡頭正面和背面的 Z 軸方向相同，這意味著局部誤差會改變符號，因此測得的干涉圖數據必須反轉。此外，由于 OpticStudio 中鏡頭正面和背面的 X 軸方向相同，這意味著局部誤差需要左右翻轉，因此數據也需要繞 X 軸翻轉。
有幾種方法可以對鏡頭的背面進行調整。
