在精(jing)密光(guang)(guang)學(xue)鏡頭(tou)的(de)裝配過(guo)程中，為(wei)了實現高(gao)精(jing)度高(gao)效率以(yi)及便于復檢，需(xu)要(yao)(yao)的(de)不只(zhi)是高(gao)精(jing)度儀(yi)器設備，更需(xu)要(yao)(yao)在光(guang)(guang)學(xue)設計以(yi)及機械(xie)設計中充分考慮裝配的(de)需(xu)要(yao)(yao)。
本文以兩(liang)個實例來探討機械(xie)結構設計在(zai)光(guang)學(xue)鏡頭裝(zhuang)調中的應用：
兩種設計：
“Poker Chip” Design
“Tree Approach”
中低精度(du)(du)的鏡頭在裝(zhuang)配(pei)時(shi)，一般采用被動式，如(ru)“Tree Approach” 所示。裝(zhuang)配(pei)精度(du)(du)主要由(you)鏡筒的內壁加工(gong)精度(du)(du)決定，而鏡片與鏡筒的接觸(chu)(chu)一般為(wei)“面”接觸(chu)(chu)。
中(zhong)高(gao)精(jing)度的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)裝(zhuang)配，則(ze)必須采用主動式裝(zhuang)配，在裝(zhuang)配過程中(zhong)，監(jian)控各鏡(jing)片(pian)(pian)間的(de)(de)相對(dui)位置，以保證(zheng)其同軸性和(he)間距(ju)，如(ru)“poker Chip” 所示。此時，鏡(jing)片(pian)(pian)與鏡(jing)筒之(zhi)間需(xu)要有(you)一(yi)定的(de)(de)間隙與調整(zheng)空間，裝(zhuang)配精(jing)度不再(zai)由鏡(jing)筒的(de)(de)內壁精(jing)度決定。為保證(zheng)對(dui)鏡(jing)片(pian)(pian)實現高(gao)精(jing)度和(he)高(gao)靈敏度的(de)(de)調整(zheng)，一(yi)般鏡(jing)片(pian)(pian)與鏡(jing)筒支撐之(zhi)間的(de)(de)接觸(chu)為“環線”接觸(chu)，或針對(dui)每(mei)個鏡(jing)片(pian)(pian)半徑特殊設計(ji)的(de)(de)“窄環面”接觸(chu)。
主動(dong)裝配中，僅保證同(tong)軸度的(de)(de)(de)話，對鏡片(pian)通常有四個自由(you)度的(de)(de)(de)調整：2維(wei)平移，2維(wei)傾斜。實際鏡頭(tou)設(she)計(ji)中，不同(tong)曲率的(de)(de)(de)鏡片(pian)對這種調整的(de)(de)(de)敏感(gan)程度是不同(tong)的(de)(de)(de)，比(bi)(bi)如曲率越大則(ze)越敏感(gan)。從效率與成(cheng)本角(jiao)度考(kao)慮，在鏡筒設(she)計(ji)中，對比(bi)(bi)較敏感(gan)的(de)(de)(de)鏡片(pian)的(de)(de)(de)支撐，一般設(she)計(ji)成(cheng)“環線”或“窄環面(mian)”方(fang)式，而對不敏感(gan)的(de)(de)(de)鏡片(pian)，則(ze)設(she)計(ji)成(cheng)“面(mian)”接(jie)觸支撐。
因此實際高精度鏡(jing)(jing)頭在鏡(jing)(jing)筒設計與裝(zhuang)配方(fang)案的考慮上，一般(ban)采用了(le)“混搭(da)”的方(fang)式。
下面是Zeiss和Nikon公開展示(shi)的鏡頭的實體(ti)剖面圖，仔細觀察，我們可以揣摩出這兩(liang)個著(zhu)名廠商在裝(zhuang)配方案與鏡筒設計上的一(yi)些細節考(kao)慮。
Zeiss鏡頭剖面圖
Nikon 鏡頭剖面圖
