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楼主: 天空很蓝

每周一题(话题)(1):单透镜

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  • TA的每日心情

    2021-1-25 14:59
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    发表于 2019-12-17 10:45 | 显示全部楼层
    gtgdfgdfgdfg 发表于 2019-12-16 15:35
    6-8万的模具费是几穴的价格?

    只是一次的开模定型费用,包含一次的微面型调整。具体数量不详,后期的其他费用都分摊在批量产品里了。

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-4-26 09:20
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    [LV.10]以坛为家III

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    小白

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    发表于 2019-12-17 11:43 | 显示全部楼层
    凸透镜是最简单的透镜,其成像规律见图

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  • TA的每日心情
    擦汗
    2023-3-18 08:34
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    [LV.8]以坛为家I

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    小白

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    发表于 2019-12-17 16:56 | 显示全部楼层
    16年参加了个比赛,题目是单透镜成像,大概要求是:只使用一个等凸透镜对不同物距的分辨率板成像,透镜后接CCD,要求对分辨率板都清晰成像,能分辨的线对越高,得分越高。透镜和CCD都是组委会提供,物距固定,CCD离透镜距离确定后不可移动,不可增加带有光焦度的器件!

    大家可以先思考下有什么光学手段能清晰成像。

    好了,我们开始搭光学系统,不增加其他器件,最简单系统有两个缺陷。一是2个物距的分辨率板间隔50cm,超过了景深,所以只能对一个物清晰成像。二是单透镜由于球差影响,成像非常一般。

    第二步想从扩展景深下手,教科书告诉我们,孔径光阑越小,景深越大,所以我们开始缩小孔径,孔径缩小同时也带来画质降低,最后权衡到一个较小的孔径值。通过缩小孔径的手段,延伸了景深,但是远未及50cm,依然只能对一个物清晰成像,另一物只是没有那么模糊了而已。

    第三步还是从扩展景深下手(因为想不出消球差的手段),导师的研究方向是波前编码,这种技术特点是对景深不敏感。波前编码简单说就是一个可以改变相位的微型雕刻三次面型器件,外面看就是平片,这个器件对波前进行编码,通过该器件的光就带有了编码信息,最后形成一幅带有编码信息的图像,把图像与器件的PSF进行逆卷积即可复原清晰图像。导师委托了外面进行加工,一片2000(太贵,经费空),理想很美好,现实很骨感,后面实在是还原不了,影响因素很多。

    第四步依然是从扩展景深下手,钻了题目的漏洞,在像空间增加了一块厚度定制的平行平板,当有平板时,光程增加,对远处物成清晰像。拿开平板时,对近处物成清晰像。然后图像处理,将两张图像合成一张。最后的方案就是这个,终于能拿到分了

    这种系统还有一个缺点就是球差咯,实在解决不了,看看大家有什么方法。
    单透镜:我太难了!

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-4-16 19:04
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    [LV.8]以坛为家I

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    发表于 2019-12-19 12:42 | 显示全部楼层

    凸透镜和凹透镜

    透镜分为凸透镜和凹透镜,中间厚边缘薄的我们称之为凸透镜,它对光线有汇聚作用;反之中间薄边缘厚的我们叫它凹透镜,凹透镜对光线有发散作用。


    实像和虚像

    实像是由实际光线汇聚所成的像,虚像是实际光线的反向延长线汇聚所成。由于凸透镜对光线的汇聚作用,使得物体经凸透镜后成实像;而凹透镜对光线的发散作用使得物体经凹透镜所成的像为虚像。实像可被屏幕接收,而虚像不能。在机器视觉里,镜头成的像要被相机的感光芯片接收,所以,一定是实像。我们知道镜头是由多枚镜片组成,但不管究竟如何组合,最终是可等效成凸透镜。那么我们只要关注凸透镜的成像规律,就会对我们在使用镜头时有一定的帮助。



    理想的薄凸透镜成像规律

    注:以下图中的f,2f代表焦距和2倍焦距,仅代表距离。首先,当物体在2倍的焦距位置时,经凸透镜折射成像如下图,
    (1) 由平行于凸透镜的光线汇聚于透镜的焦点,(2) 过透镜主点的光线不发生折射,保持原方向传播。我们可以确定成像位置是像方2倍焦距处,并由几何关系我们可以计算得出:像和物等大。

    即:物距 = 2f,则像距 = 2f,得等大实像。

    接下来,当物体在2倍焦距以外时,仍然通过追踪特殊光线来确定像的位置,可知成像在像方1倍焦距和2倍焦距之间,且像高y’ < 物高y。 即:物距 > 2f,则 f < 像距 <2 f,得缩小实像。

    最后,当物体在1倍焦距和2倍焦距之间时,由追踪特殊光线确定成像在像方2倍焦距以外,且像高y’ > 物高y。
    即:f < 物距 < 2f,则像距 > 2f,得放大实像。

    由上述三个规律,我们可以总结
    ◎一个物距有且仅有一个像距与之相对应◎物体和像永远是同方向移动,物体越靠近镜头,像越远离镜头,反之物体越远离镜头,像越靠近镜头。




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  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-1-4 08:16
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    小白

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    发表于 2019-12-19 20:44 | 显示全部楼层
    在搭建初始结构过程中,当已知光学系统的某一部分的焦距后,就可以通过公式R1-R2=(n-1)/φ计算该部分玻璃的曲率半径了。可以先找一个普通材料BK7(n=1.5168),再让R1=-R2,公式就可以变形为R1=-R2=2X0.5168/φ,玻璃的厚度给个小于10mm即可。
    这种方法也可以用于将一个单透镜分为两个单透镜甚至是多个单透镜。只要将光焦度均分一下再用上式计算即可。例如,φ1=φ2=φ/2.此时新透镜的材料与原透镜一样即可,二者空气间距给个较小的值(两个透镜不接触就好),二者的玻璃厚度也是原来的1/2。新单透镜加在原有透镜之前,原有透镜的后面的空气厚度只要稍微改动即可,也就是将原有空气间距减去-两个透镜之间的空气间距,从而确保整体长度不变。
    通常情况下,通过这种方法添加透镜作为初始结构放入光学软件中优化,比简单加一个平行平板要优化快点。

    通过这种方式将自己的学到的一点东西提炼总结分享,加深了自己对知识点的理解,对自己来说真的很好。如果有问题还有可能被同行前辈们指出,那就再好不过了。再如果有同行前辈们能我的基础上再补充再深了说,那我就转大发了。

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-1-1 21:58
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    小白

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    发表于 2019-12-23 09:49 | 显示全部楼层
    huodayun 发表于 2019-12-19 20:44
    在搭建初始结构过程中,当已知光学系统的某一部分的焦距后,就可以通过公式R1-R2=(n-1)/φ计算该部分玻璃的 ...

    透镜分裂真的是很实用的优化方法!个人理解,透镜分裂对于校正单透镜整体弯曲无能为力的高级像差非常有帮助。但是在具体系统中,分裂哪块透镜,预期会有怎么样的效果,似乎还有待经验的积累。
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  • TA的每日心情
    开心
    2022-8-11 10:14
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    发表于 2019-12-23 11:52 | 显示全部楼层
    自聚焦透镜非球面柱状,这个直径尺寸一般在0.1~4.0mm,一般长度0.25P(P:截距),需要有间隙的粘合,可以加工时减短
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-4-27 08:57
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    发表于 2019-12-31 09:32 | 显示全部楼层
    我这边有个小问题,之前组装一款投影镜头的时候,其中有一个镜片两个面的曲率很接近,是双凸镜片,一直没有找到特别好的方法简易的判别,对于两个面曲率相近的这种镜片,有什么好方法可以判断出哪个面更凸一点么?
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  • TA的每日心情

    2024-4-23 08:49
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    发表于 2019-12-31 15:28 | 显示全部楼层
    宇宙狂想 发表于 2019-12-10 10:04
    单透镜中比较高级的非球面镜了,之前因为需求了解了一下压铸玻璃非球面透镜,分享给大家
    特点:一般口径小 ...

    请问利用ZYGO干涉仪是对单透镜的哪些参数进行测量呢?有什么对应的判断标准吗?
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  • TA的每日心情

    2024-4-23 08:49
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    发表于 2019-12-31 15:40 | 显示全部楼层
    suka 发表于 2019-12-31 09:32
    我这边有个小问题,之前组装一款投影镜头的时候,其中有一个镜片两个面的曲率很接近,是双凸镜片,一直没有 ...

    加工的时候让厂家做好标记,比如在透镜外圈上用箭头标记处I面和II面
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