光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)

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具体描述

  很多研读光学的工程师,一开始就被工作上用不着的数学给打败了,看完天书还找不到可以用的公式;光学工业在台湾深耕多年,却连一本最基础,让工程师看得懂而且能用的书都没有。

  很多机构设计者,自始至终都是凭直觉来设计,而成为无法言传的技术;机械明明是一门浩瀚的学科,但是却只能从师父徒弟之间来传承经验。

  至于光机整合,困难之处不在于技术,而是能否将各领域融会贯通,灵活运用。光机整合者,必须兼具光学和机构的知识,才不致迷失于本位主义。

  本书有许多特色,目的不外乎是教会读者,以各种方式作清楚的表达,让读者看得懂,能实用于工作之上,也可成为研读更深入教材的入门书。

本书特色

  ●具原创性,是台湾第一本整合光学和机构设计的书,可作为光电产业的教育训练教材,也可作为人手一本的设计书。

  ●兼具理论和实务,使读者轻易举一反三。

  ●以作者亲身工作经历,让读者可学以致用。

  ●以常用的光电产品为实例,让使用者能就週遭的产品来了解,更能成为这些光电产品的玩家。

  ●文不如表,表不如图。本书共计407张图及77张表,以大量图表来表达文字内容,清晰指出文字意涵。

  ●所有插图都是用CAD软体亲自绘制,黑白印刷,不去滥用相片;以结构图表达出本文的精髓,让读者一目暸然。

  ●舍弃无意义的理论与公式推导,深切解释其意义,使其能确切为工程师所应用。

  ●不拘泥于学术论文格式,让人容易理解。

  ●中文为主,伴随英文名词,让读者清楚了解英文术语。

  ●採用业界习惯用语,让工程师更能上手与沟通。

作者简介

林正淳

  学经历∕
  国立清华大学动机系学士、国立交通大学机械研究所硕士
  Canon,鸿友科技,全磊微机电工程师
  热映光电机构部经理,晶彩科技工程部经理、光学部经理
  联诚光电光机处资深经理、机构处处长

  研发过的产品∕镜头、照相机、数位相机、扫描器、光电感测器、家庭防盗、家庭自动化、耳温枪、投影机、投影电视、机器视觉乡、光电调校设备等数十种

现代光学设计与实践:从理论到应用的全面指南 本书面向光学工程师、光电系统设计师以及相关领域的科研人员,旨在提供一套系统、深入且极具实践指导意义的光学系统设计方法论与前沿技术综述。 区别于侧重特定光学元件或单一理论体系的传统教材,本书的构建逻辑聚焦于“工程实现”与“系统优化”两大核心目标,力图填补理论知识与实际产品开发之间的鸿沟。 --- 第一部分:光学系统设计的基石与方法论 本部分奠定了现代光学设计的基础框架,强调从需求定义到系统架构选择的严谨过程。 第一章:光学工程的需求分析与指标体系构建 成功的系统设计始于清晰的定义。本章详细阐述了如何将模糊的用户需求(如分辨率、视场角、工作距离、环境适应性)转化为可量化的工程指标。重点讨论了MTF(调制传递函数)、DOF(景深)、光束质量因子(如$M^2$)在不同应用场景下的权重分配。同时,引入了公差分析的初步概念,强调在设计初期就需考虑制造可行性和装配精度对最终性能的影响。 第二章:几何光学与物理光学的深度融合 本章超越了基础的斯涅尔定律和矩阵光学,深入探讨了现代成像系统中的关键物理光学现象。详细解析了衍射限制、像差的严格数学描述(如Zernike多项式体系的深入应用),并讨论了如何利用像差理论指导自由曲面设计。尤其关注了非球面透镜的优化策略,包括如何选择合适的基准面和优化函数来实现多项重的性能指标平衡。 第三章:成像系统设计的高级流程控制 本章系统性地介绍了复杂成像系统的迭代设计流程。从双高斯模型作为起点,到如何逐步引入中间像面、中间结构,实现对系统整体性能的解耦优化。内容涵盖了变焦系统(Zoom Lens)的结构原理、补偿机构的设计思路,以及微型化系统(如内窥镜或移动设备镜头)中如何处理边缘畸变和场曲问题。强调了如何有效利用局部优化与全局搜索相结合的算法策略。 --- 第二部分:光路系统的关键技术模块解析 本部分深入剖析了现代光电产品中常见的几大功能模块的设计要点和前沿技术。 第四章:照明与匀光系统设计 一个优秀的光学系统,其光源的质量决定了最终成像的上限。本章聚焦于非成像光学(NLO)的设计。详细阐述了LED阵列、激光二极管等新型光源的辐射特性。重点讲解了自由曲面照明器的设计原理,如何利用折射、反射、全反射原理(TIR)构建高效且均匀的光斑,广泛应用于投影、机器视觉和传感器激励等领域。 第五章:先进的光束整形与传输技术 本章探讨了如何精确控制激光或特定波束的传播特性。内容包括衍射光学元件(DOE)的设计与制造限制、空间光调制器(SLM)在动态波前控制中的应用。深入讨论了偏振光学在实现特定功能(如偏振敏感成像、偏振分离)中的关键作用,包括起偏器、波片的设计与集成。 第五章:计量与检测光学系统的构建 本章关注于如何设计高精度的测量工具。系统介绍了干涉测量(如Fizeau, Twyman-Green结构)中对参考光路和被测光路的要求。对于激光测距和三维扫描系统,本章详细分析了时间飞行(ToF)和相位式系统的系统误差来源及校准方法,以及如何优化光束准直度以确保测量精度。 --- 第三部分:系统集成、公差与制造实现 光学系统设计不仅是画出光路图,更在于将蓝图转化为可靠、可量产的物理实体。 第七章:机械结构对光学性能的影响与集成设计 本章是连接光学与机械设计的桥梁。详细分析了热胀冷缩、振动、应力如何影响元件的相对位置和面型精度。引入了机械约束分析(Kinematic Mounting)的概念,指导如何设计高稳定性的支撑和夹持结构,确保系统在工作环境中性能不漂移。 第八章:全面的光学公差分析与优化 超越简单的敏感度分析,本章提供了多维度的公差处理策略。介绍了蒙特卡洛模拟在预测系统性能分布中的应用,并探讨了公差分配策略——如何在元件精度、装配精度和成本之间进行权衡取舍。特别强调了敏感度矩阵的解读,指导工程师优先优化最关键的设计变量。 第九章:新型光学制造与测试技术概述 本章紧跟行业前沿,介绍了支撑复杂光学系统实现的关键制造技术。内容涵盖CNC精密切削、非球面模压成型的工艺流程与精度控制。同时,对新兴的增材制造(3D打印)在快速原型制作中的应用,以及在线检测(In-situ Metrology)技术在提高制造良率方面的潜力进行了探讨。 --- 结语:面向未来的系统思维 本书最终强调,现代光电产品的成功是多学科交叉融合的结果。设计者必须具备从光子层面理解物理原理、从工程层面评估实现难度、从系统层面整合机械电子的综合思维。本书提供的不仅是设计工具的使用指南,更是一套严谨的、可迁移的光电系统工程方法论。

著者信息

图书目录

图书序言

图书试读

用户评价

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我一直觉得,做光电产品,尤其是那些需要精密的成像和光学传感的设备,核心就在于“光”和“机”的完美结合。以前,我总是在光学设计和机械结构设计之间感觉有点隔阂,觉得它们是两个独立的部分。但自从我读了这本《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》之后,我才真正体会到,这两者是如何浑然一体,互相影响,互相成就的。 这本书的结构非常清晰,它并没有直接跳入高深的复杂系统,而是从最基础的光学原理和最常见的元件讲起。比如,它会细致地讲解不同类型镜片的成像特性,像差的种类和成因,以及如何通过合理搭配镜片来优化成像质量。让我特别受用的是,它不仅仅停留在理论层面,而是会结合实际的镜头设计案例,比如手机镜头、数码相机镜头、显微镜物镜等等,来展示具体的计算方法和设计思路。我之前一直困惑于一些镜头设计软件中的参数,读了这本书之后,很多都豁然开朗了。 更让我觉得“圣经”名副其实的是,它对“机构”设计的部分投入了巨大的篇幅,而且是非常深入的探讨。这本书告诉我们,再好的光学设计,如果机械结构的精度不够,材料的稳定性不足,或者运动部件的顺畅度不够,都无法实现预期的光学性能。书中对于镜筒的设计、镜片的固定方式、对焦与变焦机构的实现、甚至滤光片和光阑的设计,都进行了非常详尽的分析。比如,它会讲到如何选择合适的材料来控制热膨胀系数,如何设计合理的应力分布来避免镜片变形,以及如何利用精密加工来减小机械误差。 我特别欣赏书中对于公差分析和可靠性设计的讨论。在实际的产品开发过程中,这些往往是决定产品能否成功量产的关键。书中提供了一些非常实用的方法和工具,帮助工程师在设计阶段就充分考虑这些因素,避免后期出现无法弥补的问题。我记得有一章讲到如何设计一个防抖机构,不仅仅是理论的讲解,还包括了具体的驱动方式、传感器的选择、以及控制算法的初步思路。 而且,这本书的图解非常精细,各种光路图、结构示意图、有限元分析图等等,都能够非常直观地帮助读者理解复杂的概念。它不是那种枯燥的教科书,而更像是一位经验丰富的导师,通过大量的实例和图示,把复杂的知识点一步步展现在你面前。对于我这样的工程师来说,这绝对是一本能够帮助我提升专业能力、解决实际问题的“圣经”。

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我常常觉得,想要做出真正优秀的光电产品,就必须要把“眼睛”和“身体”都设计好。这里的“眼睛”指的就是光学系统,而“身体”就是支撑和驱动光学系统的精密机械结构。而《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书,恰恰就为我们提供了一个非常全面的视角,来理解如何将这两者做到极致的融合。 这本书的开篇,就以一种非常系统化的方式,从基础的光学原理入手,逐步深入到复杂的成像系统设计。作者在讲解光学元件的时候,不仅仅是罗列它们的物理特性,更重要的是,会详细地分析它们在不同应用场景下的优劣势,以及如何根据具体需求来选择和组合这些元件。我之前在设计一个小型望远镜的时候,就对如何平衡焦距、视场角和像差感到很头疼,读了这本书之后,关于多层镀膜、非球面镜片的应用,以及如何利用像差补偿来优化整体性能,我有了非常清晰的认识。 让我眼前一亮的是,本书在讨论光学设计的同时,并没有忽视“机构”的重要性。书中大量的篇幅都用来探讨如何实现光学元件的精密安装、稳定支撑、以及精准运动。比如,它会详细介绍不同类型的镜筒结构,包括螺纹连接、卡口式连接、以及一些更高级的浮动镜组设计。我还学到了很多关于如何设计对焦和变焦机构的知识,不仅仅是如何让它们能够平滑可靠地工作,更重要的是,如何保证这些运动在进行时,对光学成像质量的影响降到最低。 书中对材料选择、加工工艺、以及公差分析的讨论,更是让这本书的实用性大大提升。很多时候,一个精妙的光学设计,最终能否实现,都取决于能否找到合适的材料和加工方法来支撑它。这本书就为我们提供了一个非常全面的参考,让我们可以从设计之初就考虑到这些实际的限制和可能性。我特别喜欢书中关于振动抑制和热稳定性设计的章节,这些对于需要在户外或者严苛环境下工作的光电设备来说,是至关重要的。 而且,这本书的图示和案例都非常丰富,而且质量很高。很多复杂的结构,通过书中精美的三维模型图和光路模拟图,就变得一目了然。这对于我这样的工程师来说,是极大的帮助,可以让我更快地理解和吸收书中的知识。我感觉这本书不仅仅是在传授知识,更是在传递一种解决问题的思路和工程思维。对于任何想要在光学机构设计领域有所突破的人来说,这本书绝对是值得拥有的“圣经”。

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一直以来,我都觉得光电产品,尤其是那些承担着成像、测量、甚至光通信任务的设备,其核心竞争力就在于“光学”与“机构”这两大支柱的完美结合。《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书,简直就是为我这样需要在实际工作中解决光机耦合难题的工程师量身打造的。 这本书最大的亮点在于,它将光学设计与机械结构设计这两个原本看似独立的领域,进行了高度的融合和关联。在光学设计部分,作者并没有停留在理论公式的层面,而是非常注重实际的应用性。他会从最基础的光学元件出发,讲解其物理特性、成像原理,以及在不同组合方式下产生的各种像差,例如球差、色差、慧差、像散等等。我尤其喜欢书中关于像差补偿的章节,作者通过大量的案例,展示了如何通过选择不同的镜片类型、调整镜片之间的距离、甚至利用非球面镜片等手段,来达到优化成像质量的目的。 更让我觉得“圣经”名副其实的是,本书在机械结构设计方面,也进行了极其深入和细致的探讨。作者深刻地认识到,再完美的光学设计,也需要精密可靠的机械结构来支撑和实现。书中对镜筒的设计、镜片的固定方式、调焦和变焦机构的实现、以及各种辅助机构(如滤光片轮、光阑等)的设计,都进行了非常详尽的分析。我之前在设计一个高精密显微镜的物镜转盘时,就遇到了如何保证转盘的同心度和重复定位精度的问题,读了这本书之后,我才了解到可以通过优化转盘的结构,以及采用特定的驱动和定位方式来解决。 而且,本书对于材料选择、加工精度、以及公差分析的论述,也为工程师提供了非常宝贵的实践指导。在实际的产品开发过程中,这些看似“小”的问题,往往是决定产品能否成功量产的关键。书中提供的各种方法和工具,能够帮助工程师在设计阶段就充分考虑到这些因素,从而有效地降低开发风险。我记得有一章讲到如何设计一个能够承受温度变化的镜头,书中就从材料的热膨胀系数,到镜筒内部的空气流通设计,都进行了非常全面的考量。 这本书的图文并茂程度也是我见过最高的,大量的示意图、剖视图、甚至一些光路模拟的截面图,都帮助我更直观地理解那些复杂的概念。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的大师,在手把手地传授宝贵的工程经验。对于任何想要在光电产品设计领域有所建树的工程师来说,《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书绝对是不可或缺的宝藏。

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我一直觉得,光电产品,尤其是那些涉及到精密成像的设备,就像一位技艺精湛的舞者,每一个动作都流畅而优雅。而《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书,就好像一位经验丰富的编舞家,将这位“舞者”每一个精妙的“舞步”,都详细地编排和呈现出来。 这本书最大的价值在于,它将光学设计与机械结构设计这两个看似独立的领域,进行了高度的融合,并且用一种非常系统和实用的方式呈现出来。在光学设计方面,作者从最基础的光学元件出发,详细讲解了它们的成像原理、各种像差的产生原因,以及如何通过巧妙的光学组合来优化成像质量。我之前在做手机摄像头模组设计时,就对如何平衡分辨率、视场角和像差感到很困扰,读了这本书之后,关于非球面镜片的应用、以及如何通过多层镀膜来减少反射损耗,我有了更深入的理解。 更让我觉得“圣经”名副其实的是,本书在机械结构设计方面,也投入了大量的篇幅,并且讲解得非常深入和实用。作者深刻地认识到,再完美的光学设计,也需要精密可靠的机械结构来支撑和实现。书中对镜筒的设计、镜片的固定方式、调焦和变焦机构的实现、以及各种辅助机构(如滤光片轮、光阑等)的设计,都进行了非常详尽的分析。我记得有一章讲到了如何设计一个高稳定性的变焦机构,它不仅要保证变焦过程的平滑,更重要的是,要确保在变焦过程中,光学中心点的偏移以及像差的变化都控制在极小的范围内。 而且,本书对于材料选择、加工精度、以及公差分析的论述,也为工程师提供了非常宝贵的实践指导。在实际的产品开发过程中,这些看似“小”的问题,往往是决定产品能否成功量产的关键。书中提供的各种方法和工具,能够帮助工程师在设计阶段就充分考虑到这些因素,从而有效地降低开发风险。我之前在设计一个用于投影仪的光学系统时,就对如何保证镜片的同心度以及减少形变感到非常头疼,读了这本书之后,我才了解到可以通过优化镜片的设计和加工工艺来解决。 这本书的图文并茂程度也是我见过最高的,大量的示意图、剖视图、甚至一些光路模拟的截面图,都帮助我更直观地理解那些复杂的概念。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的大师,在手把手地传授宝贵的工程经验。对于任何想要在光电产品设计领域有所建树的工程师来说,《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书绝对是不可或缺的宝藏。

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我一直觉得,真正厉害的光电产品,就像一个技艺精湛的工匠,每一个细节都经过了精心的打磨。而《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书,就好像一位经验丰富的大师,将这个“工匠”的内心世界,一层层地展现在我们面前。 这本书,与其说是一本教材,不如说是一部关于“如何打造精密光电之心”的百科全书。作者从最基础的光学元件讲起,比如透镜的曲率、折射率、镀膜技术,这些看似简单,但在书中都被赋予了生命,与实际的成像效果紧密联系。让我印象深刻的是,书中对于各种像差的分析,不仅仅是列举,更重要的是,详细阐述了它们产生的原因,以及在实际设计中,有哪些巧妙的光学组合和补偿手段可以应对。我之前在做微距镜头设计时,就遇到了严重的场曲问题,读了这本书之后,才明白可以通过调整后组镜片的曲率和组合来有效改善。 更让我觉得惊艳的是,这本书在探讨光学设计的同时,并没有忽略“机构”这个至关重要的环节。作者深刻地认识到,光学系统的性能,很大程度上取决于其背后的支撑结构。书中对于镜筒的材料选择、加工精度、以及镜片的固定方式,都进行了非常细致的探讨。我记得有一章讲到了如何设计一个高稳定性的调焦机构,以及如何通过减小机械间隙来提高对焦精度,这一点对于需要高分辨率成像的设备来说,简直是福音。 而且,本书对于“机构”的理解,并不仅仅局限于静态的支撑,更深入地探讨了动态的运动。比如,对于变焦机构的设计,书中会从齿轮的啮合、滑轨的精度、以及驱动电机的选择等多个角度进行分析,确保在运动过程中,光学系统的中心点能够保持稳定,而像差的变化也能控制在可接受的范围内。我之前一直以为变焦机构的设计是纯粹的机械问题,读了这本书之后,才明白它与光学设计的耦合是多么紧密。 这本书的图文并茂程度也是我见过最高的,大量的示意图、剖视图、以及光路模拟图,都帮助我更直观地理解那些复杂的概念。它不仅仅是理论的堆砌,更像是一次非常生动的实践指导。我感觉这本书,就像是一本“设计秘籍”,让我看到了许多之前未曾接触过的巧妙设计思路。对于任何想要深入了解光电产品设计精髓的工程师来说,这本书绝对是不可多得的宝藏。

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第一章: 天啊,我终于等到这本《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》的中文版了!之前一直盯着英文原版,虽然也尽力啃了,但总觉得隔靴搔痒,很多细节的理解上都打了折扣。这次二版推出的中文译本,简直是为我这样的光学菜鸟量身定做的。这本书,你不能只把它当成一本纯粹的技术手册来看待,它更像是一位经验丰富的大师,在你眼前缓缓展开一幅精密的画面,告诉你如何一步步构建起那些我们日常生活中习以为常,但背后却蕴含着无穷智慧的光电产品。 从一开始,作者就以一种非常接地气的方式,将光学设计的复杂性层层剥离,从最基础的光学原理讲起,例如光的传播、折射、反射,这些看似简单的概念,在书中却被赋予了新的生命,不再是枯燥的公式堆砌,而是与实际的镜头组设计、成像系统搭建紧密结合。我特别喜欢书中对各种成像误差的讲解,比如球面像差、色差、像散等等,作者不仅仅是列举这些问题,更重要的是,他详细阐述了这些误差是如何产生的,以及在光学机构设计中,有哪些巧妙的手段可以去补偿和消除它们。这不仅仅是理论知识,更是实践经验的结晶。 更让我惊喜的是,这本书在光学设计之外,还深入探讨了“机构”的部分。这一点在很多光学教材中是比较欠缺的。光有好的光学元件,但如果机械结构设计不好,比如公差控制不精确,元件之间的配合度不高,那么再好的光学设计也无法发挥出应有的性能。书中对于镜筒的设计、镜片固定方式、对焦机构的优化、甚至滤光片的安装方式,都进行了非常细致的分析。我记得其中一章讲到了如何通过合理的结构设计来减小光学系统的热胀冷缩对成像质量的影响,这一点对于需要在复杂环境下工作的光电设备来说,简直是救命稻草。 而且,这本书的图文并茂程度也是我从未见过的。书中大量的插图、图表、甚至一些光路模拟的截面图,都清晰地展现了光学元件的组合方式、机构的运动轨迹。这些视觉化的呈现,极大地降低了理解的门槛,让抽象的光学概念变得触手可及。我常常一边看书,一边在脑海中勾勒出那些精密的机械结构,仿佛自己也置身于一个精密的光学实验室中。 总而言之,《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》不仅仅是一本技术书籍,它更是一次光学设计思想的启蒙。它让我看到了光学设计背后隐藏的匠心独运,也让我对那些小小的光电产品有了更深的敬意。对于任何想要深入了解光电产品核心技术的人来说,这本书绝对是不可或缺的宝藏。

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我一直觉得,光电产品,尤其是那些涉及到精密成像的设备,就像一位技艺精湛的魔术师,能在我们眼前呈现出令人惊叹的视觉效果。而《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书,就好像一位揭秘大师,将这位“魔术师”背后的精妙设计,一点一点地展现在我们眼前。 这本书最大的价值在于,它将光学设计与机械结构设计这两个看似独立的学科,进行了高度的融合,并且用一种非常系统和实用的方式呈现出来。在光学设计方面,作者不仅仅停留在理论公式的罗列,而是非常注重实际的应用性和可操作性。他会从最基础的光学元件入手,讲解它们的光学特性,以及如何通过组合不同的元件来构建一个完整的成像系统。让我印象深刻的是,书中关于像差的分析,不仅仅是说明像差的种类,更重要的是,详细地讲解了它们产生的原因,以及在实际设计中,有哪些巧妙的光学组合和补偿手段可以有效地消除或者减小这些像差。我之前在设计一个用于机器视觉的镜头时,就对如何控制畸变感到非常头疼,读了这本书之后,我才了解到可以通过调整镜片的曲率和组合来有效改善。 更让我觉得“圣经”名副其实的是,本书在机械结构设计方面,也投入了巨大的篇幅,并且讲解得非常深入。作者深刻地认识到,再完美的光学设计,也需要精密可靠的机械结构来支撑和实现。书中对镜筒的设计、镜片的固定方式、调焦和变焦机构的实现、以及各种辅助机构(如滤光片轮、光阑等)的设计,都进行了非常详尽的分析。我记得有一章讲到了如何设计一个高稳定性的变焦机构,它不仅要保证变焦过程的平滑,更重要的是,要确保在变焦过程中,光学中心点的偏移以及像差的变化都控制在极小的范围内。 而且,本书对于材料选择、加工精度、以及公差分析的论述,也为工程师提供了非常宝贵的实践指导。在实际的产品开发过程中,这些看似“小”的问题,往往是决定产品能否成功量产的关键。书中提供的各种方法和工具,能够帮助工程师在设计阶段就充分考虑到这些因素,从而有效地降低开发风险。我之前在设计一个用于医疗器械的光学模组时,就对如何在有限的空间内实现高精度的对焦机构感到非常困扰,读了这本书之后,我才了解到可以通过优化机构的运动方式,以及采用特殊的驱动元件来解决。 这本书的图文并茂程度也是我见过最高的,大量的示意图、剖视图、甚至一些光路模拟的截面图,都帮助我更直观地理解那些复杂的概念。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的大师,在手把手地传授宝贵的工程经验。对于任何想要在光电产品设计领域有所建树的工程师来说,《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书绝对是不可或缺的宝藏。

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我常常觉得,光电产品,尤其是那些需要高度精密成像的设备,就像是一位技艺精湛的艺术家,能够在我们眼前创造出栩栩如生的画面。而《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书,就好像一位经验丰富的工匠,将这位“艺术家”背后的每一个精巧的“工具”和“手法”,都一一呈现出来。 这本书最大的亮点在于,它不仅仅局限于光学理论的讲解,而是将光学设计与机械结构设计这两个紧密相关的领域,进行了高度的融合。在光学设计方面,作者从最基础的光学元件出发,详细讲解了它们的成像原理、各种像差的产生原因,以及如何通过巧妙的光学组合来优化成像质量。我之前在做手机摄像头模组设计时,就对如何平衡分辨率、视场角和像差感到很困扰,读了这本书之后,关于非球面镜片的应用、以及如何通过多层镀膜来减少反射损耗,我有了更深入的理解。 更让我觉得“圣经”名副其实的是,本书在机械结构设计方面,也投入了大量的篇幅,并且讲解得非常深入和实用。作者深刻地认识到,再完美的光学设计,也需要精密可靠的机械结构来支撑和实现。书中对镜筒的设计、镜片的固定方式、调焦和变焦机构的实现、以及各种辅助机构(如滤光片轮、光阑等)的设计,都进行了非常详尽的分析。我记得有一章讲到了如何设计一个高稳定性的变焦机构,它不仅要保证变焦过程的平滑,更重要的是,要确保在变焦过程中,光学中心点的偏移以及像差的变化都控制在极小的范围内。 而且,本书对于材料选择、加工精度、以及公差分析的论述,也为工程师提供了非常宝贵的实践指导。在实际的产品开发过程中,这些看似“小”的问题,往往是决定产品能否成功量产的关键。书中提供的各种方法和工具,能够帮助工程师在设计阶段就充分考虑到这些因素,从而有效地降低开发风险。我之前在设计一个用于投影仪的光学系统时,就对如何保证镜片的同心度以及减少形变感到非常头疼,读了这本书之后,我才了解到可以通过优化镜片的设计和加工工艺来解决。 这本书的图文并茂程度也是我见过最高的,大量的示意图、剖视图、甚至一些光路模拟的截面图,都帮助我更直观地理解那些复杂的概念。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的大师,在手把手地传授宝贵的工程经验。对于任何想要在光电产品设计领域有所建树的工程师来说,《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书绝对是不可或缺的宝藏。

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这本书,简直就是我近期工作中的“救命稻草”!作为一名刚入行不久的光电工程师,面对各种光机电一体化产品的设计挑战,我常常感到力不从心,尤其是在光学部分,感觉就像在摸着石头过河。直到我看到了《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书,我才真正找到了方向。 作者在书中并没有上来就抛出一堆高深的公式和理论,而是非常耐心地从最基础的光学元件说起,比如透镜、反射镜、棱镜等,然后逐步讲解它们是如何组合起来形成一个完整的成像系统的。让我印象深刻的是,书中对于不同类型透镜的设计考量,比如球差、色差的产生原因以及如何通过组合不同的透镜来优化这些像差,讲解得非常透彻。不仅仅是理论的阐述,更重要的是,作者结合了大量的实际案例,展示了这些理论在实际产品设计中的应用,比如手机摄像头模组、投影仪的光路设计等等。 让我真正感到惊喜的是,这本书并没有局限于纯粹的光学设计,而是花了很多篇幅来讨论“机构”的设计。要知道,很多时候,光学设计再完美,如果机械结构上的精度不够,或者公差控制不佳,最终的产品性能也会大打折扣。书中对于镜筒的材料选择、加工精度要求、以及镜片之间的固定方式,都进行了详尽的分析。我记得其中一章讲到了如何设计一个稳定可靠的变焦机构,如何保证在变焦过程中,光学中心点的偏移可以控制在极小的范围内,这一点对于一些高端的变焦镜头来说,至关重要。 而且,这本书的插图质量非常高,大量的示意图、三维模型图、甚至一些分解图,都帮助我更直观地理解那些复杂的结构。当我看到书中关于主动式光学系统的一章时,对于如何通过微小的机械动作来补偿振动或者实现自动对焦,有了更清晰的认识。这不仅仅是理论知识的学习,更像是实操指导,让我能够将书本上的知识运用到实际工作中。 这本书的语言风格也比较易懂,虽然涉及很多专业术语,但作者总能用比较形象的比喻或者清晰的逻辑来解释,让我这个光学领域的“小白”也能逐渐领悟其中的奥妙。它就像一个循循善诱的导师,一步步引导我进入光学机构设计的殿堂。总之,对于任何想要在光电领域有所建树的工程师来说,《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书绝对是必不可少的参考书。

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读完《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》,我感觉自己像是参加了一场光学与机械的“盛宴”,每一道菜都充满了智慧与匠心。这本书,真的让我对光电产品的设计有了全新的认识,不再是孤立地看待光学元件或者机械结构,而是将它们看作一个不可分割的整体。 作者在讲解光学部分时,非常注重理论与实践的结合。他从最基础的光学原理讲起,比如光的折射、反射、衍射,然后逐步深入到各种像差的分析,例如球差、色差、慧差、像散等。让我印象深刻的是,书中不仅仅是列举这些像差,更重要的是,详细阐述了它们产生的原因,以及在实际产品设计中,有哪些巧妙的光学组合和补偿手段可以有效地消除或者减小这些像差。我之前在设计一个用于生物显微镜的物镜时,就对如何获得高分辨率和低畸变感到非常头疼,读了这本书之后,关于如何利用复消色差镜片和非球面镜片来优化成像质量,我有了更清晰的思路。 更让我觉得“圣经”名副其实的是,本书在机械结构设计方面,也投入了大量的篇幅,并且讲解得非常深入和实用。作者深刻地认识到,再完美的光学设计,也需要精密可靠的机械结构来支撑和实现。书中对镜筒的设计、镜片的固定方式、调焦和变焦机构的实现、以及各种辅助机构(如滤光片轮、光阑等)的设计,都进行了非常详尽的分析。我记得有一章讲到了如何设计一个高稳定性的调焦机构,它不仅要保证调焦过程的平滑,更重要的是,要确保在调焦过程中,光学中心点的偏移以及像差的变化都控制在极小的范围内。 而且,本书对于材料选择、加工精度、以及公差分析的论述,也为工程师提供了非常宝贵的实践指导。在实际的产品开发过程中,这些看似“小”的问题,往往是决定产品能否成功量产的关键。书中提供的各种方法和工具,能够帮助工程师在设计阶段就充分考虑到这些因素,从而有效地降低开发风险。我之前在设计一个用于工业相机的高精度镜头时,就对如何保证镜片的同心度和精确的装配间隙感到非常头疼,读了这本书之后,我才了解到可以通过优化镜片的设计和加工工艺来解决。 这本书的图文并茂程度也是我见过最高的,大量的示意图、剖视图、甚至一些光路模拟的截面图,都帮助我更直观地理解那些复杂的概念。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的大师,在手把手地传授宝贵的工程经验。对于任何想要在光电产品设计领域有所建树的工程师来说,《光学机构设计:光电产品的设计圣经(2版)》这本书绝对是不可或缺的宝藏。

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