光學鏡頭的結構分析
對于高端鏡頭來說,光學設計固然很重要,但是如何把一個好的光學設計轉化為產品,才是關鍵的。然而鏡頭(尤其是高端光學鏡頭)是如何制造,裝配和檢測的?本文結合實際工作經驗,以一個中倍顯微物鏡為例,簡單地談一下鏡片的光學冷加工,結構設計,裝配工藝。
很多沒進過光學冷加工車間的朋友對光學透鏡的加工技術很好奇,其實光學冷加工就是把像石頭一樣形狀的光學玻璃原料,
進行切割,粗磨,精磨,拋光,磨邊,鍍膜,膠合等一整套工藝,最終得到圖紙要求精度的光學透鏡。
具體的光學冷加工工藝在這里就不詳細說了,光學透鏡定制廠家重點說一下目前國內光學透鏡的一般加工精度:
1.外徑公差-0.02~0左右;
2.中心厚度公差:±0.02左右;
3.偏心:2′左右;
4.光圈:3左右;
5.局部光圈:0.3左右;
6.鍍增透膜后的反射率:小于0.5%左右。
注:光學透鏡的標注是需要進行嚴格的公差分析的,此處給出的是一般的加工精度,只作為參考。
另外,需要注意的是,公差標注的越緊,加工難度就越大,車間的報廢率就會越高,對于需要考慮成本的鏡頭來說,
這個是需要結合公差分析的結果,仔細權衡的。
結構設計
1.鏡頭主要分為前組,中一組,前壓帽,中二組,后組,隔圈,鏡體,物鏡殼,壓圈,彈簧,后光欄等幾個零件。
2.若有5片透鏡,一片透鏡固定在前組里,第二片和第三片透鏡膠合在一起,固定在中一組里,第四片透鏡固定在中二組里,第五片透鏡固定在后組里。
3.前組,中一組,中二組,后組,隔圈是放在鏡體里面的,然后用壓圈壓住,而鏡體的外面旋有物鏡殼和前壓帽。鏡體和物鏡殼之間裝有彈簧(保護樣品),后光欄旋在物鏡殼內。
4.肯定有人要問:為什么要把鏡片固定在前組,中一組,中二組和后組里,而不是直接放在鏡體里?那是因為,采用前者的方式,可以得到更高的同軸精度,它是采用光學中心儀,
先確定前組機械軸(對前組的機械加工要求很高,需要“一刀切”),然后移動透鏡,使得透鏡的光軸與前組機械軸共軸,再點膠,曝光,固定。
5.前組,中一組,后組和鏡體的配合間隙越小越好,前組,中一組,后組外徑公差和鏡體內徑公差可以標注在5um左右。
6.中二組和鏡體的間隙大概有0.1到0.2左右,目的是留有調節彗差的余量。
7.前組,中一組,中二組,后組,隔圈內部車有螺紋(遮光絲),目的是減少雜散光。