• 【視覺知識】淺談可變光闌機構的設計

    • 作者:

    • 來源:光虎光電科技(天津)有限公司

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    • 發布時間:2023-04-25 01:51:28

    可變光闌鏡頭的一個重要機構,它主要用來控制通過光學系統的通光量,改變像面的照度,控制曝光時間,適應于各種亮度的情況下拍攝,從而獲得更好的清晰度。


    具體結構見圖1,光闌片5的一端鉚有光闌鉚釘2,它插在光闌固定環6的孔內,光闌片另一端的背面也鉚有光闌鉚釘,它在光闌轉環3的槽內移動,當轉動光闌手輪7時,通過光闌撥釘4,使光闌轉環轉動時,就推動光闌片上的鉚釘,光闌片則以裝入固定環的鉚釘為旋轉軸擺動,光闌孔隨著光闌手輪轉動而改變其直徑,由大到小,反之由小到大。




    圖1

    1--后主體;2--光闌鉚釘;3--光闌轉環;4--光闌撥釘;

    5--光闌片;6--光闌固定環;7--光闌手輪


    根據光學系統的最大光孔直徑和相對孔徑系列可設計可變光闌形狀和尺寸及光闌手輪相對各級光孔的刻度標志。


    光闌片一般可以設計成單圓弧、雙圓弧和等轉角可變光闌。在有些情況下,也可以通過作圖法設計或直接查表。但是,按查表畫出的光闌片是一種最窄的極限狀態,這種光闌片數量多,加工和裝配都很不方便。


    實際上,一般鏡頭結構允許光闌片有較大的外徑。在這種情況下,加寬光闌片,就可以減少光闌片片數。因此,必須修正選取的光闌片,用查表和作圖相結合的辦法,很快就會求出減少后的光闌片的片數。


    具體作法如圖2(以最大光孔2Pn=20mm為例):


    (1) 首先按最大光孔查表,確定rm=10mm;ω=135°,如圖2(a),(D0=28mm,y=30°,N=12為參考);


    (2) 按鏡頭實際尺寸確定最大外徑,D0=40mm,rm不變,ω不變,畫一光闌片,光闌釘在兩圓中心圓上,如圖2(b);




    圖2


    (3) 再畫一固定環,外徑與D0相同,內徑與rm相同,光闌釘在兩圓中心圓上,假設取60°,先畫出兩光闌釘的位置,如圖2(c);


    (4) 在固定環中心畫一最小光孔,讓光闌片繞第一個固定釘轉動至最小光孔位置,畫出其位置輪廓線,再把光闌片放在y=60°的位置上,繞第二個固定釘轉動至最小光孔位置上,再畫出光闌片的輪廓線,如圖2(e),比較光闌片的兩個位置;如果在最大光孔內沒有漏光,即為成功;根據γ=60°N取6片即可;


    (5) 若有漏光,如圖3(黑色處),就重新選取或縮小角,或增大光闌片寬度;




    圖3


    相對孔徑系列是以一比根號二為公比的等比級數關系變化(如表1)。






    表1


    由相對孔徑系列及最大光孔直徑可按下式求出各級光孔直徑:


    圖片



    式中: D0為最大光孔直徑

    F0為最大光孔直徑的F數

    Dn為各級光孔直徑

     Fn為各級光孔所對應F數


    相對孔徑數值的分母,刻制在光闌手輪7上(見圖1)。


    相對孔徑數值一般標注兩:一種是“F”制,一種是“T”制?!癟”制光圈考慮了光線通過光學系統的損失,像面實際得到的光能量,因此,“T”制較之“F”制更準確、可靠。








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