怎么确定镜头工作距离

树下闲谈

请教一下各位，图中的工作距离3m~~∞/15m~~∞是怎么确定的？判断标准是什么呀？在设计过程中需要带入近摄距做优化吗？

大白小帅

人家设计值，标准品要嘛市面上常规工作距离，不然就是自己定的或着该镜头能做到的设计值，设计时多重结构优化不同工作距

树下闲谈

大白小帅 发表于 2025-5-6 10:26
人家设计值，标准品要嘛市面上常规工作距离，不然就是自己定的或着该镜头能做到的设计值，设计时多重结构优 ...

那意思就物距3m时，系统mtf也要在截止评率处＞0.2？

zsj123456

采用的浮动对焦，能够满足不同工作距离下MTF清晰。自己搜浮动对焦。这种工作距离基本都是0.3M到无穷

你这焦距怎么变化这么大，变焦也不像啊。。。。。

黑猫警长

1.工业镜头宣传资料里，WD 指的是物侧最后一块光学元件（通常是前镜片或保护玻璃）到被测物体表面的距离，而数据表常给出 “可实现名义分辨率且无需额外调焦机构” 的 最小物距，有时再补充“∞”（表示远距离或无限远）来说明这支镜头在远处也能合焦。因为工业镜头大多配合固定安装的相机使用，WD 实际上就是“用户安装好镜头后，物体必须处在的距离区间，才能保证厂家声明的成像指标”。
2.工业镜头的数据表写“3 m~~∞/15 m~~∞”表示同一款变焦镜头在两段焦距下的最小合焦距离各不相同。
3.判断标准：（1）光学性能基准：对近距离逐点评估 MTF、像面弯曲、畸变、相对照度 等指标；以 《ISO 12233》或者客户定制解像力靶得到的 MTF ≥ 0.2/0.3（或别的阈值）作为“合格”标准；找到在所有可调行程内、第一次达不到阈值的物距，把稍远一点的位置记作 “Min WD”。（2）机械行程限制：内对焦或镜筒伸缩会带来镜片边缘遮蔽、滑环间隙、螺纹强度等机械约束；机械行程常先于光学指标决定“最小螺纹退刀量”，进而限定最小 WD。（3）生产公差与温漂：设计时用 Monte-Carlo 加上温度漂移（-20 °C ~ 60 °C或者其他的温度区间指标）模拟；取 3σ 水平仍满足 MTF 阈值的“最坏工件”距离，保证量产一致性。（4）检测手段：厂商会在 检测基座 (collimator or telecentric projector) 上放置被测卡尺或分辨率靶；移动靶到镜头近端，观察中心与像场边缘 MTF 是否过线。到达临界点即记录 WD。
4.设计阶段是否需要把近摄距纳入优化需要分镜头的类型：（1）定焦镜头：先选定 “标称工作距离” (通常是应用场景需求) 作为主优化面；在 Merit Function 中加入 2-3 个物距 (标称 ±Δd) 的约束权重，以防止近距退化过快。（2）手动/自动对焦：单独优化 ∞；靠后期机械移动像面或镜组实现近摄（需要把机械行程设计到足够长，否则近摄时可能出现视场遮蔽。）。（3）变焦镜头：在 Zemax/Code V 中用 “Vary-Conjugate Zoom” 或(multi-configuration) ；每一个焦段同时约束“∞ 点”与“最近对焦点”，再用全局 Merit Function 平衡。
#不把近摄距纳入 Merit Function ≈ 放弃对那一段距离的质保；因此只要产品手册里敢写“3 m~~∞”，那 3 m 附近的成像质量一定在设计和量产中被主动验证过。

wsfxn

黑猫警长 发表于 2025-5-6 14:18
1.工业镜头宣传资料里，WD 指的是物侧最后一块光学元件（通常是前镜片或保护玻璃）到被测物体表面的距离， ...

第4点，（1）定焦镜头优化，针对不同物距优化，后截距是否需要设为变量进行优化？

大白小帅

树下闲谈 发表于 2025-5-6 10:32
那意思就物距3m时，系统mtf也要在截止评率处＞0.2？

物距3m到无穷可以说变化不大了，不需要浮动对焦，多重结构调后焦就行，都得达到要求MTF
变焦的镜头

黑猫警长

wsfxn 发表于 2025-5-7 00:56
第4点，（1）定焦镜头优化，针对不同物距优化，后截距是否需要设为变量进行优化？
...

定焦镜头的成品必须把后截距锁定到卡口规格；在多物距优化时，可临时把 BFL 作为“补偿变量”帮助寻优或做公差分析，但最终需要把它约束（或耦合）为同一数值，确保任何工作距离下装到相机后都能即时合焦并满足 MTF 指标。也就是说在开始优化寻找可行性结构时可将后截距设为变量，便于软件快速找到低像差的可行性结构。如果早期将后截距设为常量则会限制收敛空间，容易陷入局部最优。定型后必须锁定（或者把 ΔBFL 约束在“组装可调量”内），否则设计结果在真实装机时无法兑现。

wsfxn

黑猫警长 发表于 2025-5-7 02:31
定焦镜头的成品必须把后截距锁定到卡口规格；在多物距优化时，可临时把 BFL 作为“补偿变量”帮助寻优或 ...

明白了，多谢！

crazy_nima

黑猫警长 发表于 2025-5-7 02:31
定焦镜头的成品必须把后截距锁定到卡口规格；在多物距优化时，可临时把 BFL 作为“补偿变量”帮助寻优或 ...

您好，我有一个疑问。
对于景深小的镜头，物距改变较大时，想要清晰成像需要改变后焦重新对焦，这种情况下工作距离是不是不能填3m~∞（举例）了？因为不满足您说的这一点