Nei sistemi di fotografia e imaging, la selezione dell'obiettivo non solo influisce sulla qualità dell'immagine, ma influisce anche direttamente sull'affidabilità e sulla durata dell'intero sistema.Questo articolo analizzerà come scegliere l'obiettivo più adatto per fotocamere e moduli fotocamera dal punto di vista dell'ingegneria dell'affidabilità.

1Comprendere la correlazione tra i parametri di base delle lenti e l' affidabilità
La scelta della lunghezza focale influisce direttamente sull'applicabilità e sull'affidabilità strutturale del dispositivo.Le lenti a lunghezza focale corta (lenti grandangolari) hanno in genere strutture ottiche più semplici e meno componenti meccaniciLa complessa progettazione ottica delle teleobiettivi comporta più parti in movimento,rendendoli più inclini a problemi come l'usura del meccanismo di messa a fuoco in ambienti a vibrazione.

La dimensione dell'apertura non solo determina la quantità di luce che entra, ma si riferisce anche alla durata del sistema.8) fornisce una migliore prestazione in condizioni di scarsa illuminazioneIn applicazioni industriali, le lenti a apertura media (f/4-f/8) presentano spesso una migliore tolleranza ambientale.

La risoluzione e la curva MTF sono indicatori chiave per valutare le prestazioni ottiche di un obiettivo.che aumentano il numero di lenti e riducono l' affidabilità complessivaSecondo la "teoria dell'affidabilità del sistema in serie", aggiungere una lente equivale ad aggiungere un potenziale punto di guasto nel sistema.

2, Gli scenari di applicazione determinano i requisiti di affidabilità
I requisiti di affidabilità per le lenti variano significativamente in diversi ambienti di applicazione:

I sistemi di prova industriali richiedono particolare attenzione per:

Progettazione anti-vibrazione: scegliere un obiettivo con una canna metallica robusta

Sigillo antirughe: IP di almeno IP52

Stabilità a temperatura: l'intervallo di lavoro richiede generalmente da -10 ° C a 50 ° C

Considerazioni chiave per le telecamere di sorveglianza esterne:

Protezione 24 ore su 24, 7 giorni su 7: livello di protezione IP66 o superiore

Progettazione antinebbia: elemento di riscaldamento integrato o rivestimento speciale

Resistenza ai raggi UV: rivestimento speciale per prevenire la degradazione da parte della luce solare

Requisiti particolari per gli endoscopi medici:

Materiale biocompatibile

Tolleranza alla sterilizzazione ad alta pressione

Integrità strutturale del progetto miniaturizzato

3Interfaccia meccanica e affidabilità dell'installazione
La selezione dell'interfaccia C e dell'interfaccia CS non riguarda solo la compatibilità, ma influisce anche sulla stabilità meccanica.che non influisce solo sull' imaging, ma provoca anche usura del filo e spostamento dell'asse ottico durante l'uso a lungo termine.

L'allineamento attivo e passivo influenzano direttamente l'affidabilità del modulo.miglioramento significativo della consistenza e della stabilità a lungo termine del prodotto.

Il controllo della coppia durante l'installazione è fondamentale: un'estrema stretta può causare la deformazione della canna dell'obiettivo, influenzando la qualità dell'immagine;Un coppia insufficiente può causare una flessibilità negli ambienti di vibrazioneLa coppia di installazione raccomandata per una tipica lente a C-interfaccia è di 1,2-1,5 N · m.

4, Progettazione dell'adattabilità ambientale
I cambiamenti di temperatura possono causare l'espansione/contratto del materiale della lente, influenzando la stabilità di messa a fuoco.Le lenti industriali di alta qualità utilizzano barili speciali in lega e vetro ottico per garantire prestazioni costanti in un ampio intervallo di temperatureIl coefficiente di temperatura (Δ f/° C) è un parametro chiave per la valutazione di questa prestazione.

Il livello di progettazione a prova di polvere e di umidità deve corrispondere all'ambiente reale.mentre la seconda cifra rappresenta il grado di impermeabilità (come IPX4 resistenza agli spruzzi)Si raccomanda di avere almeno una valutazione IP54 per applicazioni nelle regioni tropicali.

La resistenza agli urti e alle vibrazioni è particolarmente importante per i dispositivi mobili.e le lenti di grado industriale possono in genere resistere ad almeno 10G di impatto e 5-500Hz di vibrazioni casuali.

5Selezione dei materiali e affidabilità a lungo termine
Il materiale della canna dell'obiettivo influenza direttamente la stabilità termica e la resistenza meccanica:

Lega di alluminio: leggera e a basso costo, ma con un elevato coefficiente di espansione termica

Acciaio inossidabile: ottima resistenza e resistenza alla corrosione, ma pesante

Plastiche di ingegneria: buona resistenza agli urti, adatta ai prodotti di consumo

Il tipo di vetro ottico influenza la tolleranza ambientale:

Cristallo di fluoruro di calcio (CaF2): eccellente correzione del colore, ma incline alla deliquescenza

Vetro ecologico: privo di piombo e arsenico, conforme alle norme RoHS

Silice fuso: estremamente bassa espansione termica, adatta ad applicazioni ad alta precisione

La tecnologia di rivestimento determina la resistenza all'usura e le prestazioni antiriflesso delle lenti:

Rivestimento a più strati: riduce l'abbagliamento e migliora la trasmissione della luce

Rivestimento antiolico: facile da pulire, mantiene le prestazioni ottiche a lungo termine

Rivestimento in diamanti: durezza fino a 9H, resistenza all'usura estremamente elevata

6, valutazione dei fornitori e verifica dell' affidabilità
Il riesame delle qualifiche dei fornitori dovrebbe comprendere:

Certificazione del sistema di gestione della qualità ISO 9001

Capacità di prova ambientale (come spruzzo di sale, ciclo di temperatura, ecc.)

Sistema di gestione della tracciabilità per i componenti chiave

Il progetto di prova di affidabilità dovrebbe coprire:

Prova di durata meccanica (ad esempio 5000 cicli di messa a fuoco automatica)

Screening dello stress ambientale (ESS)

Test di vita accelerata (ALT)

La capacità di analisi del modo di guasto è un indicatore importante per la valutazione dei fornitori, tra cui:

Capacità di analisi dell'albero di errore (FTA)

Analisi delle cause profonde (RCA) Qualità del rapporto

L'efficacia delle azioni correttive e preventive (CAPA)

7, Strategia di equilibrio tra costi e affidabilità
L'analisi del costo totale di proprietà (TCO) dovrebbe prendere in considerazione:

Costo iniziale dell'approvvigionamento

Frequenza e costi previsti della manutenzione

Perdita di spegnimento del sistema

La strategia di standardizzazione può migliorare l'affidabilità e ridurre i costi:

Ridurre il numero di modelli di lenti

Adozione di interfacce standard di settore

Stabilire standard di prova universali

Il piano di manutenzione preventiva dovrebbe basarsi su:

Ciclo di manutenzione raccomandato dal costruttore

Gravità dell'ambiente di utilizzo effettivo

Dati statistici storici di guasti