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光行天下 -> ZEMAX,OpticStudio -> Ansys Zemax | 手機(jī)鏡頭設(shè)計(jì) - 第 2 部分：使用 OpticsBuilder 實(shí)現(xiàn)光機(jī)械封裝 [點(diǎn)此返回論壇查看本帖完整版本]

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ueotek

2023-12-04 11:43

Ansys Zemax | 手機(jī)鏡頭設(shè)計(jì) - 第 2 部分：使用 OpticsBuilder 實(shí)現(xiàn)光機(jī)械封裝

本文是3篇系列文章的一部分，該系列文章將討論智能手機(jī)鏡頭模塊設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，從概念、設(shè)計(jì)到制造和結(jié)構(gòu)變形的分析。本文是三部分系列的第二部分。概括介紹了如何在 CAD 中編輯光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件以及如何在添加機(jī)械元件后使用 Zemax OpticsBuilder 分析系統(tǒng)。展示案例是來(lái)自全球運(yùn)營(yíng)制造商的智能手機(jī)鏡頭系統(tǒng)，該系統(tǒng)由五個(gè)鏡片、一個(gè)蓋板玻璃和一個(gè)紅外濾光片組成。主要目的是給這些鏡片擴(kuò)展復(fù)雜邊緣，以便于將它們安裝在機(jī)械部件上。此外，文章還介紹了如何使用光機(jī)械驗(yàn)證工具 Zemax OpticsBuilder 來(lái)添加和調(diào)整機(jī)械組件。

簡(jiǎn)介

在OpticStudio中優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)后，通過(guò)Prepare for OpticsBuilder工具將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為.ZBD文件。

[attachment=123451]

當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)通過(guò) Prepare for OpticsBuilder 工具被轉(zhuǎn)換為.ZBD文件時(shí)有幾點(diǎn)需要考慮。首先，由于 OpticsBuilder 的光線追跡工具是基于 OpticStudio 的非序列光線追跡引擎，因此序列光學(xué)系統(tǒng)首先應(yīng)轉(zhuǎn)換為非序列系統(tǒng)，然后再轉(zhuǎn)換為.ZBD文件。如果 Prepare for OpticsBuilder 工具是在非序列模式中使用，則光學(xué)系統(tǒng)將直接轉(zhuǎn)換為 .ZBD 文件。

其次，在 Prepare for OpticsBuilder 工具的用戶輸入部分，如果機(jī)械工程師有權(quán)編輯核心光學(xué)屬性，則應(yīng)取消勾選 Read-only 框。

此外，OpitcStudio 用戶還可以在工具設(shè)置中編輯各種系統(tǒng)性能所允許的改變量，以便限定光機(jī)械設(shè)計(jì)所允許對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)性能影響的極限情況（在下一節(jié)中進(jìn)一步解釋）。

用CAD編輯光學(xué)元件

第一步，將 .ZBD 文件導(dǎo)入 CAD 平臺(tái)（示例為 Creo Parametric 7），驗(yàn)證初始光學(xué)系統(tǒng)，然后計(jì)劃后續(xù)步驟。

[attachment=123452]

零件清單：
1.紅外濾光片（A）
2.透鏡（LB）
3.透鏡（LC）
4.透鏡（LD）
5.透鏡（LE）
6.透鏡（LF）
7.蓋板玻璃（G）

擴(kuò)展透鏡邊緣的幾何先決條件是，給定的機(jī)械隔圈必須在它們之間裝配，并且支撐光學(xué)系統(tǒng)的主安裝座（在本文中稱為鏡筒）應(yīng)盡可能少地進(jìn)行編輯。理想情況下，鏡筒應(yīng)僅延伸到可以容納紅外濾光片（A）和蓋板玻璃（G）的區(qū)域。

· 免責(zé)聲明：出于展示的目的，紅外濾光片（A）和蓋板玻璃（G）都保留在鏡筒中，在實(shí)際應(yīng)用中，這兩個(gè)元件很可能與透鏡組不在同一個(gè)光機(jī)械組件中。

下一步，通過(guò)執(zhí)行仿真來(lái)查看光學(xué)性能，即光斑尺寸、光束遮擋和像面污染。由于沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行任何更改，因此所有指標(biāo)都應(yīng)滿足允許的改變量規(guī)范，并應(yīng)顯示綠色復(fù)選標(biāo)記。

[attachment=123453]

之后，可以設(shè)計(jì)復(fù)雜的透鏡邊緣了。

添加復(fù)雜透鏡邊緣

經(jīng)典的機(jī)械裝配邊緣可以在 OpticsBuilder 中使用 Add Mounting Edge 功能直接添加，要給透鏡添加復(fù)雜的裝配邊緣，可以使用 Creo 參數(shù)化原生草圖工具。

要編輯第一組透鏡，可以以單獨(dú)的文件打開它們（Assembly選項(xiàng)卡>右鍵單擊零件>打開）。之后，在透鏡的側(cè)面繪制額外的草圖。通過(guò)附加一條中心線到透鏡的光軸上，可以將添加的草圖圍繞透鏡進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。