中继镜(Relay Lens)/增距镜

中继镜(Relay Lens),也称增距镜,作为一种专为成像检测设计的光学镜头,其工作原理基于光学折射和聚焦效应;主要用途是扩展镜头的焦距范围,可以把近距离的物体(实际检测目标),在更远距离的地方生成一个放大的虚像。

一、中继镜(增距镜)

1.什么是中继镜(增距镜)?

中继镜(Relay Lens),也称增距镜,成像示意如图1所示,作为一种专为成像检测设计的光学镜头,其工作原理基于光学折射和聚焦效应;主要用途是扩展镜头的焦距范围,可以把近距离的物体(实际检测目标),在更远距离的地方生成一个放大的虚像。

2. 为什么使用增距镜?

在手机摄像头模组单体测试或整机测试中,理想的方案是在摄像头模组的标定焦距内进行成像,远焦距往往达到数米甚至更多,在这个距离上测试时,若采用常规测试,则会出现图1所示情况:

图1:远物距下摄像模组常规测试示意

① 测试环境/测试机箱设备需要较大空间

② 视场角的轻微变化+物距的增大会导致成像对角尺寸增大,从而导致测试卡不能满足充满整个摄像头模组视场

因此当物距达到一定值时,常规的测试方案不能满足要求,是否有办法既能满足物距的大小要求,也能符合图卡充满视场角?此时增距镜的作用边体现出来了。

举个例子当物距u<Relay Lens焦距时,物体经过透镜成正立、放大的虚像;因此不同的u值就可以产生不同距离的Chart虚像;CCM则可以对不同距离的Chart进行成像测试。

图2:中继镜成像示意图

对比图1和图2不难发现,在选择合适的物距后,经过增距镜发挥扩大像距、放大图像的作用,测试卡可以充满CCM整个视场,将原本需要较大的测试空间,压缩到一个小的空间并实现测试。

3. 增距镜基本参数

中继镜/增距镜广泛应用于摄像模组测试中,不仅可以保证成像效果与实拍效果的高度还原,而且通过配套标准的测试环境,可以显著减少随机误差和不可控因素对测试结果的影响。

图3:RL19130型号增距镜实物图
图4:增距镜工作原理
  1. WDR:模拟距离(中继镜上方金属表面至Chart距离)
  2. EPD:工作距离(中继镜下方金属表面至待测镜头入瞳孔径距离)
  3. WDV:实拍距离(待测镜头实拍物距)

4. 测试卡尺寸选择

增距镜使用时配合相应型号的对照表,如图5该表数据由厂商对镜头测试后提供。

图5:CS-RL09150B 常规工作距离对照表

实际使用时,增距镜选型的路线一般为:

① 根据摄像模组FOV→ 摄像模组的视场角(FOV)决定了其能够拍摄到的最大视野范围。中继镜的设计视角应略大于被摄像头测模组的FOV,以确保能够完整地捕捉到所需的视野。

② 根据增距镜型号→ MDR,即中继镜机械后表面到摄像头视点的距离,是一个关键的安装参数。根据摄像模组和中继镜的安装需求,选择一个合适的MDR范围,确保中继镜能够正确安装并与摄像模组对接。

③ 根据测试条件——>实拍距离WDV

④ 根据所确定的WDV值→根据测试条件,确定实拍距离WDV。然后,根据WDV值查对照表获得WDR(WDC),即中继镜机械前表面到被测图卡的距离。

未完待续…

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