眾所周知,對于高檔
鏡頭來說,
光學(xué)設(shè)計固然很重要,但是如何把一個好的
光學(xué)設(shè)計轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,才是最關(guān)鍵的。 然而鏡頭(尤其是高檔鏡頭)是如何制造,裝配和檢測的?本文結(jié)合實際工作經(jīng)驗,以一個中倍顯微
物鏡為例,簡單地談一下鏡片的光學(xué)冷加工,結(jié)構(gòu)設(shè)計,裝配工藝。
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xz w2/3\3p 鏡頭裝配圖(實例):
5/>W(,5} '3MCb {zf)im[. 光學(xué)冷加工: 很多沒進過光學(xué)冷加工車間的朋友對光學(xué)
透鏡的加工技術(shù)很好奇,其實光學(xué)冷加工就是把像石頭一樣形狀的光學(xué)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(xué)透鏡。
T.{sO` ZXR#t?D 具體的光學(xué)冷加工工藝在這里就不詳細說了,此處重點說一下目前國內(nèi)光學(xué)透鏡的一般加工精度:
HI}9"(t} h*JzJ0X 1.外徑公差-0.02~0左右;
vS$_H<;P 2.中心厚度公差:±0.02左右;
w6 x{<d 3.偏心:2′左右;
[`eqma 4.光圈:3左右;
UFLN/ 5.局部光圈:0.3左右;
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v9} 6.鍍增透膜后的反射率:小于0.5%左右。
<7;AK!BH 注:光學(xué)透鏡的標注是需要進行嚴格的公差分析的,此處給出的是一般的加工精度,只作為參考。另外,需要注意的是,公差標注的越緊,加工難度就越大,車間的報廢率就會越高,對于需要考慮成本的鏡頭來說,這個是需要結(jié)合公差分析的結(jié)果,仔細權(quán)衡的。
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82<F 'l| e}eti> 結(jié)構(gòu)設(shè)計 xc HG5bg| T1&^IO-F7$ 1.參照該裝配圖,改鏡頭主要分為前組,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。
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=7m@"0 2.本設(shè)計共有5片透鏡,第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。
8 FqhSzw 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(nèi)。
?tJyQT 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(xué)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。
]tzO)c)w; 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(nèi)徑公差可以標注在5um左右。
}bg_?o;X} 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(diào)節(jié)彗差的余量。
\~:Uj~ 7.前組,中一組,中二組,后組,隔圈內(nèi)部車有螺紋(遮光絲),目的是減少雜散光。
.%'$3=/oe B?G!~lQ)o 裝配工藝 aj71oki) Q0\tK=Z/ 對于該鏡頭來說,裝配鏡頭的過程就是調(diào)節(jié)像差(球差,彗差,象散,場曲,畸變,兩種色差)的過程,此處主要介紹工廠里常用的“星點法”。
fuQb h 星點法是用透射光照在一個鍍有鋁膜的玻璃板上(鋁膜很薄,有些部分會透光),產(chǎn)生衍射斑,然后通過帶有需要調(diào)校鏡頭的顯微
系統(tǒng)觀察。理論上,如果該鏡頭沒有像差,那么在目鏡視野里看到的衍射斑點都應(yīng)該是艾里斑加幾個很細的圓環(huán),所以調(diào)校鏡頭的過程是一邊觀察衍射斑形狀一邊改變鏡頭
參數(shù)的實時過程。對于擁有豐富調(diào)校鏡頭經(jīng)驗的老師傅來說,他們一眼就可以看出來鏡頭存在哪一種像差,該如何調(diào)校。對于剛?cè)腴T的新手來說,這個是相當困難的。
SX4"HadV> dcGs0b 下面對衍射斑的形狀和各種像差的對應(yīng)做一個小結(jié):
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