困擾光學(xué)工程師的問(wèn)題：光軸偏心與像質(zhì)惡化

一個(gè)光學(xué)鏡頭通常由多片透鏡（鏡片）組成。光學(xué)設(shè)計(jì)師為每個(gè)鏡片設(shè)定了精確的曲率、厚度和間距，所有這些鏡片的光學(xué)表面（球心或非球面的對(duì)稱軸）理論上都應(yīng)該完美地重合在一條直線上，這條線就是光軸。

然而，在傳統(tǒng)的“靠體”裝配工藝中（即通過(guò)鏡筒的機(jī)械內(nèi)徑來(lái)定位鏡片），會(huì)累積一系列誤差：

鏡片外圓的加工誤差：鏡片的外圓與它的光學(xué)中心可能不同心。

鏡筒內(nèi)徑的加工誤差：鏡筒的每個(gè)安裝位的中心也可能不同心。

裝配間隙：為了防止裝配應(yīng)力，鏡片和鏡筒之間需要留有微小間隙，這會(huì)導(dǎo)致鏡片在鏡筒內(nèi)“漂移”。

這些誤差的累積會(huì)導(dǎo)致一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題：各個(gè)鏡片的光軸在空間上錯(cuò)位了，無(wú)法重合。這種偏差被稱為“光軸偏心”或“偏心差”。

光軸偏心的直接后果是引入一系列像差，導(dǎo)致成像質(zhì)量嚴(yán)重下降！

對(duì)于像質(zhì)要求不高的普通鏡頭，傳統(tǒng)裝配或許可以接受。但對(duì)于現(xiàn)代高性能鏡頭（如手機(jī)鏡頭、安防鏡頭、微單鏡頭、電影鏡頭等），傳統(tǒng)裝配方式完全無(wú)法滿足要求。

定心車(chē)工藝的原理

定心車(chē)工藝就是為了從根本上解決上述問(wèn)題而生的。它是一種“以光軸為基準(zhǔn)” 的精密加工與裝配一體化技術(shù)。

其核心原理是：

在裝配過(guò)程中，通過(guò)高精度的旋轉(zhuǎn)主軸（代表機(jī)械軸）和光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)并找到每一片鏡片的光軸，然后以這個(gè)光軸為基準(zhǔn)，去精修鏡片的機(jī)械基準(zhǔn)面（通常是外圓），或者直接精修鏡筒的安裝基準(zhǔn)面，從而保證機(jī)械軸與光軸的高度重合。

定心車(chē)工藝優(yōu)勢(shì)：

極高的同心度：可以直接將單個(gè)鏡頭的偏心量控制在1-2微米以內(nèi)，這是傳統(tǒng)工藝無(wú)法想象的。

消除誤差累積：它不是在“容忍”誤差，而是在“消除”誤差。它主動(dòng)修正了鏡片外圓誤差、鏡筒內(nèi)徑誤差和裝配間隙帶來(lái)的綜合影響。

提升良品率與一致性：通過(guò)自動(dòng)化控制和實(shí)時(shí)反饋，生產(chǎn)出的每一個(gè)鏡頭都能達(dá)到近乎一致的高光學(xué)性能，大大提升了產(chǎn)品良率和質(zhì)量穩(wěn)定性。

實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)：使光學(xué)設(shè)計(jì)師可以大膽地使用對(duì)偏心敏感但性能更好的光學(xué)結(jié)構(gòu)（如大光圈、非球面鏡片），推動(dòng)了光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。

簡(jiǎn)化零件公差：對(duì)鏡片外圓和鏡筒內(nèi)徑的加工公差要求可以適當(dāng)放寬，因?yàn)樽罱K的精度由定心車(chē)工序保證，這反而降低了綜合制造成本。

因此，對(duì)于任何對(duì)成像質(zhì)量有高要求的現(xiàn)代光學(xué)鏡頭（從千萬(wàn)像素的手機(jī)攝像頭到專業(yè)級(jí)相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡和顯微物鏡），定心車(chē)工藝已經(jīng)不再是“可選”的先進(jìn)技術(shù)，而是保證其性能底線的“必要”標(biāo)準(zhǔn)工藝。沒(méi)有它，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)今天我們所享受到的高清、高分辨率的成像體驗(yàn)。

定心車(chē)常規(guī)精度：

鏡片傾斜：0-30秒（不同參數(shù)鏡片精度不同）

鏡片偏心：0-10um

鏡片間隔：<0.01mm