Оптический дизайн
Универсальное применение в различных отраслях промышленности
Полностью поддерживаются области медицины, лазерной техники, сенсорики, автоматизации и исследований.
Инженерно-ориентированное мышление
Ориентирован не только на теорию, но и на технологичность и контроль затрат
Опытная команда
Многолетний опыт разработки объективов в различных отраслях с глубоким знанием многоплатформенной интеграции
Быстрое выполнение заказа
Первоначальные эскизы оптического дизайна могут быть предоставлены всего за одну неделю в зависимости от графика проекта
Оптический дизайн
Hobbite предлагает комплексные услуги по оптическому проектированию, охватывающие весь спектр от моделирования оптического тракта и проектирования линз до разработки конкретных приложений. Наша цель - помочь клиентам повысить производительность продукции, оптимизировать структуру системы и сократить цикл разработки. Независимо от того, находитесь ли вы на ранней стадии разработки концепции или уже имеете четкие спецификации, мы обеспечим профессиональную и надежную поддержку.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Оптический дизайн в первую очередь решает следующие задачи:
- Низкая оптическая эффективность и высокие потери энергии
- Размытые изображения, значительные аберрации и недостаточный контраст
- Неточное управление лучом или помехи от рассеянного/отраженного света
- Оптимизация оптических схем и расчет параметров позволяют значительно повысить общую производительность системы для решения более сложных задач.
Будьте уверены, для этого не требуется технического образования. Команда Hobbite поможет вам прояснить цели, интерпретировать технические спецификации и окажет всестороннюю поддержку на протяжении всего пути. Наши услуги по проектированию оптики на заказ прозрачны, доступны и специально разработаны для менеджеров по продуктам, инженеров проектов и команд стартапов.
Оптический дизайн применяется в системах визуализации, лазерных системах, коммуникационных модулях, медицинских приборах, исследовательских инструментах и многом другом. Если вам нужен дизайн объектива для прецизионной оптической системы или экономичное решение, мы разрабатываем наши проекты в соответствии с конкретными отраслевыми требованиями.
Процесс настройки
Каждый компонент общей схемы проектирования оптических линз может быть разбит на дополнительные компоненты, и процесс проектирования линз завершается шаг за шагом с помощью декомпозиции по уровням и оценки доступности. В процессе проектирования необходимо сбалансировать различные показатели, чтобы избежать застоя в оптимизации.
Требования и спецификации
Первый шаг в оптическом проектировании - это ввод требований и разбивка спецификаций. Для разных типов объективов требуются разные технические характеристики. Общие характеристики включают фокусное расстояние, поле зрения, рабочую длину волны, f/число, высоту изображения, разрешение, искажения и пропускание. На этом этапе инженер-конструктор будет работать в тесном контакте с вами, чтобы уточнить цели по производительности и ограничения системы.
Начальная структура
Рациональность исходной структуры напрямую влияет на эффективность последующей оптимизации. Начальная оптическая структура обеспечивает быструю сходимость и облегчает управление аберрациями; плохая структура, однако, может привести к тому, что оптимизация застрянет в локальном минимуме.
Существует три общих подхода к получению исходной структуры:
- Метод PW: Подходит для теоретических исследований и сложных систем, но с более длительным циклом проектирования.
- Ссылка на литературу или патент: Этот метод с помощью масштабирования фокусного расстояния или регулировки параметров позволяет получить относительно зрелые структурные решения и является распространенным и эффективным.
- Оптимизация параллельных пластин: Опираясь на богатый опыт, начиная с простой оптической траектории, оптимальная структура достигается путем оптимизации.
К распространенным исходным структурам объективов относятся конфигурации с двойным Гауссом, телеобъективы, обратные телеобъективы, телеобъективы и проекционные конфигурации.
Анализ оптической аберрации
К распространенным аберрациям в оптических системах относятся сферическая аберрация, кома, астигматизм, кривизна поля, дисторсия и хроматическая аберрация. Влияние этих аберраций можно эффективно уменьшить путем правильного распределения фокусной силы, регулировки положения диафрагмы и использования асферических или цементированных линз. Сферическая аберрация и кома могут быть скорректированы с помощью апертур и асферических линз, астигматизм и кривизна поля могут быть оптимизированы за счет разделения фокусной мощности, а искажения и хроматические аберрации могут быть сбалансированы за счет симметрии или цементированных конструкций. Например, в обратном телеобъективе несколько групп линз работают вместе для коррекции аберраций, обеспечивая четкость изображения и телецентрическую стабильность системы.
Анализ допусков и оценка технологичности
Анализ допусков в таких программах, как Zemax, можно разделить на две категории:
- Допуски на поверхность: такие как радиус кривизны, толщина центра, наклон и эксцентриситет.
- Допуски компонентов: например, зазоры, расстояния и ошибки позиционирования.
Ключевые принципы:
- Допуски на поверхности должны быть полностью соблюдены, чтобы обеспечить как производительность, так и технологичность.
- Допуски компонентов должны быть соответствующим образом смягчены для обеспечения простоты сборки и достижения целей проектирования.
Оценка изображений призраков
Анализ рассеянного света направлен на оценку пути и энергетического порога формирования призрачного изображения в системе. Обычно используется программное обеспечение ASAP и TracePro. Если результаты моделирования показывают, что энергия призрачного изображения превышает заданный порог (например, <10-⁶ для объективов мобильных телефонов и <10-⁵ для спектрометров), оптическую систему необходимо перекалибровать или улучшить пропускание покрытия.
Чертежи и испытания
На основе результатов окончательного оптического проектирования создаются 2D-чертежи, включая чертежи компонентов и сборочные чертежи. Эти чертежи должны соответствовать спецификациям оптических чертежей:
- Посадка отверстие-вал
- Отрицательный допуск на наружный диаметр
Необходимо указать полные оптические параметры и требования к допускам. На этом этапе также необходимо рассмотреть механическую конструкцию, место для сборки и методы контроля, чтобы убедиться, что конструкция пригодна для производства.
Дизайн завершен
После завершения оптического проектирования необходимо подготовить полный отчет, включающий:
- Схема оптической системы
- Результаты визуализации и аберрационного анализа
- Анализ допустимого и рассеянного света
- Рекомендации по обработке и сборке
После выполнения всех вышеперечисленных этапов происходит полный процесс проектирования оптики - от требований до изготовления.
Оптические проектные решения
Оптимизация оптического пути
Используя геометрическую оптику и моделирование трассировки лучей, мы уточняем траектории распространения луча, чтобы уменьшить ненужные отражения, преломления и потери энергии. Такой подход к проектированию оптики идеально подходит для систем лазерной обработки, оптических систем связи и других приложений, критичных к эффективности света.
Повышение качества изображений
Разрабатывая комбинации линз, регулируя положение диафрагмы и контролируя аберрации, мы улучшаем разрешение, контрастность и четкость краев изображения. Этот тип конструкции объективов широко используется в лазерных проекторах, эндоскопических системах и системах машинного зрения.
Пользовательское управление световым полем
Для создания специфических форм освещения или распределения энергии - например, равномерного освещения, фокусировки, кольцевых форм или линейных источников - мы разрабатываем оптические конструкции и соответствующие компоненты, такие как поверхности свободной формы, цилиндрические линзы и микроструктуры. Эти индивидуальные оптические решения отвечают точным требованиям к формированию и равномерности луча.
Техническая поддержка и постоянная оптимизация
Модель совместного обслуживания
Мы не только предлагаем решения, но и строим прочные каналы связи с вашей командой R&D, предлагая постоянную поддержку, чтобы обеспечить бесперебойную работу и оптимальную настройку оптического дизайна.
Отслеживание и модернизация производительности в течение длительного времени
Основываясь на отзывах пользователей и развивающихся тенденциях рынка, мы постоянно совершенствуем оригинальную оптическую конструкцию - будь то новые материалы, расширенный диапазон длин волн или улучшенная совместимость с системами, - гарантируя, что ваши продукты будут оставаться на переднем крае оптических инноваций.