光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)

光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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具體描述

  很多研讀光學的工程師,一開始就被工作上用不著的數學給打敗瞭,看完天書還找不到可以用的公式;光學工業在颱灣深耕多年,卻連一本最基礎,讓工程師看得懂而且能用的書都沒有。

  很多機構設計者,自始至終都是憑直覺來設計,而成為無法言傳的技術;機械明明是一門浩瀚的學科,但是卻隻能從師父徒弟之間來傳承經驗。

  至於光機整閤,睏難之處不在於技術,而是能否將各領域融會貫通,靈活運用。光機整閤者,必須兼具光學和機構的知識,纔不緻迷失於本位主義。

  本書有許多特色,目的不外乎是教會讀者,以各種方式作清楚的錶達,讓讀者看得懂,能實用於工作之上,也可成為研讀更深入教材的入門書。

本書特色

  ●具原創性,是颱灣第一本整閤光學和機構設計的書,可作為光電産業的教育訓練教材,也可作為人手一本的設計書。

  ●兼具理論和實務,使讀者輕易舉一反三。

  ●以作者親身工作經曆,讓讀者可學以緻用。

  ●以常用的光電産品為實例,讓使用者能就週遭的産品來瞭解,更能成為這些光電産品的玩傢。

  ●文不如錶,錶不如圖。本書共計407張圖及77張錶,以大量圖錶來錶達文字內容,清晰指齣文字意涵。

  ●所有插圖都是用CAD軟體親自繪製,黑白印刷,不去濫用相片;以結構圖錶達齣本文的精髓,讓讀者一目暸然。

  ●捨棄無意義的理論與公式推導,深切解釋其意義,使其能確切為工程師所應用。

  ●不拘泥於學術論文格式,讓人容易理解。

  ●中文為主,伴隨英文名詞,讓讀者清楚瞭解英文術語。

  ●採用業界習慣用語,讓工程師更能上手與溝通。

作者簡介

林正淳

  學經曆∕
  國立清華大學動機係學士、國立交通大學機械研究所碩士
  Canon,鴻友科技,全磊微機電工程師
  熱映光電機構部經理,晶彩科技工程部經理、光學部經理
  聯誠光電光機處資深經理、機構處處長

  研發過的産品∕鏡頭、照相機、數位相機、掃描器、光電感測器、傢庭防盜、傢庭自動化、耳溫槍、投影機、投影電視、機器視覺鄉、光電調校設備等數十種

現代光學設計與實踐:從理論到應用的全麵指南 本書麵嚮光學工程師、光電係統設計師以及相關領域的科研人員,旨在提供一套係統、深入且極具實踐指導意義的光學係統設計方法論與前沿技術綜述。 區彆於側重特定光學元件或單一理論體係的傳統教材,本書的構建邏輯聚焦於“工程實現”與“係統優化”兩大核心目標,力圖填補理論知識與實際産品開發之間的鴻溝。 --- 第一部分:光學係統設計的基石與方法論 本部分奠定瞭現代光學設計的基礎框架,強調從需求定義到係統架構選擇的嚴謹過程。 第一章:光學工程的需求分析與指標體係構建 成功的係統設計始於清晰的定義。本章詳細闡述瞭如何將模糊的用戶需求(如分辨率、視場角、工作距離、環境適應性)轉化為可量化的工程指標。重點討論瞭MTF(調製傳遞函數)、DOF(景深)、光束質量因子(如$M^2$)在不同應用場景下的權重分配。同時,引入瞭公差分析的初步概念,強調在設計初期就需考慮製造可行性和裝配精度對最終性能的影響。 第二章:幾何光學與物理光學的深度融閤 本章超越瞭基礎的斯涅爾定律和矩陣光學,深入探討瞭現代成像係統中的關鍵物理光學現象。詳細解析瞭衍射限製、像差的嚴格數學描述(如Zernike多項式體係的深入應用),並討論瞭如何利用像差理論指導自由麯麵設計。尤其關注瞭非球麵透鏡的優化策略,包括如何選擇閤適的基準麵和優化函數來實現多項重的性能指標平衡。 第三章:成像係統設計的高級流程控製 本章係統性地介紹瞭復雜成像係統的迭代設計流程。從雙高斯模型作為起點,到如何逐步引入中間像麵、中間結構,實現對係統整體性能的解耦優化。內容涵蓋瞭變焦係統(Zoom Lens)的結構原理、補償機構的設計思路,以及微型化係統(如內窺鏡或移動設備鏡頭)中如何處理邊緣畸變和場麯問題。強調瞭如何有效利用局部優化與全局搜索相結閤的算法策略。 --- 第二部分:光路係統的關鍵技術模塊解析 本部分深入剖析瞭現代光電産品中常見的幾大功能模塊的設計要點和前沿技術。 第四章:照明與勻光係統設計 一個優秀的光學係統,其光源的質量決定瞭最終成像的上限。本章聚焦於非成像光學(NLO)的設計。詳細闡述瞭LED陣列、激光二極管等新型光源的輻射特性。重點講解瞭自由麯麵照明器的設計原理,如何利用摺射、反射、全反射原理(TIR)構建高效且均勻的光斑,廣泛應用於投影、機器視覺和傳感器激勵等領域。 第五章:先進的光束整形與傳輸技術 本章探討瞭如何精確控製激光或特定波束的傳播特性。內容包括衍射光學元件(DOE)的設計與製造限製、空間光調製器(SLM)在動態波前控製中的應用。深入討論瞭偏振光學在實現特定功能(如偏振敏感成像、偏振分離)中的關鍵作用,包括起偏器、波片的設計與集成。 第五章:計量與檢測光學係統的構建 本章關注於如何設計高精度的測量工具。係統介紹瞭乾涉測量(如Fizeau, Twyman-Green結構)中對參考光路和被測光路的要求。對於激光測距和三維掃描係統,本章詳細分析瞭時間飛行(ToF)和相位式係統的係統誤差來源及校準方法,以及如何優化光束準直度以確保測量精度。 --- 第三部分:係統集成、公差與製造實現 光學係統設計不僅是畫齣光路圖,更在於將藍圖轉化為可靠、可量産的物理實體。 第七章:機械結構對光學性能的影響與集成設計 本章是連接光學與機械設計的橋梁。詳細分析瞭熱脹冷縮、振動、應力如何影響元件的相對位置和麵型精度。引入瞭機械約束分析(Kinematic Mounting)的概念,指導如何設計高穩定性的支撐和夾持結構,確保係統在工作環境中性能不漂移。 第八章:全麵的光學公差分析與優化 超越簡單的敏感度分析,本章提供瞭多維度的公差處理策略。介紹瞭濛特卡洛模擬在預測係統性能分布中的應用,並探討瞭公差分配策略——如何在元件精度、裝配精度和成本之間進行權衡取捨。特彆強調瞭敏感度矩陣的解讀,指導工程師優先優化最關鍵的設計變量。 第九章:新型光學製造與測試技術概述 本章緊跟行業前沿,介紹瞭支撐復雜光學係統實現的關鍵製造技術。內容涵蓋CNC精密切削、非球麵模壓成型的工藝流程與精度控製。同時,對新興的增材製造(3D打印)在快速原型製作中的應用,以及在綫檢測(In-situ Metrology)技術在提高製造良率方麵的潛力進行瞭探討。 --- 結語:麵嚮未來的係統思維 本書最終強調,現代光電産品的成功是多學科交叉融閤的結果。設計者必須具備從光子層麵理解物理原理、從工程層麵評估實現難度、從係統層麵整閤機械電子的綜閤思維。本書提供的不僅是設計工具的使用指南,更是一套嚴謹的、可遷移的光電係統工程方法論。

著者信息

圖書目錄

圖書序言

圖書試讀

用戶評價

评分

我一直覺得,真正厲害的光電産品,就像一個技藝精湛的工匠,每一個細節都經過瞭精心的打磨。而《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書,就好像一位經驗豐富的大師,將這個“工匠”的內心世界,一層層地展現在我們麵前。 這本書,與其說是一本教材,不如說是一部關於“如何打造精密光電之心”的百科全書。作者從最基礎的光學元件講起,比如透鏡的麯率、摺射率、鍍膜技術,這些看似簡單,但在書中都被賦予瞭生命,與實際的成像效果緊密聯係。讓我印象深刻的是,書中對於各種像差的分析,不僅僅是列舉,更重要的是,詳細闡述瞭它們産生的原因,以及在實際設計中,有哪些巧妙的光學組閤和補償手段可以應對。我之前在做微距鏡頭設計時,就遇到瞭嚴重的場麯問題,讀瞭這本書之後,纔明白可以通過調整後組鏡片的麯率和組閤來有效改善。 更讓我覺得驚艷的是,這本書在探討光學設計的同時,並沒有忽略“機構”這個至關重要的環節。作者深刻地認識到,光學係統的性能,很大程度上取決於其背後的支撐結構。書中對於鏡筒的材料選擇、加工精度、以及鏡片的固定方式,都進行瞭非常細緻的探討。我記得有一章講到瞭如何設計一個高穩定性的調焦機構,以及如何通過減小機械間隙來提高對焦精度,這一點對於需要高分辨率成像的設備來說,簡直是福音。 而且,本書對於“機構”的理解,並不僅僅局限於靜態的支撐,更深入地探討瞭動態的運動。比如,對於變焦機構的設計,書中會從齒輪的嚙閤、滑軌的精度、以及驅動電機的選擇等多個角度進行分析,確保在運動過程中,光學係統的中心點能夠保持穩定,而像差的變化也能控製在可接受的範圍內。我之前一直以為變焦機構的設計是純粹的機械問題,讀瞭這本書之後,纔明白它與光學設計的耦閤是多麼緊密。 這本書的圖文並茂程度也是我見過最高的,大量的示意圖、剖視圖、以及光路模擬圖,都幫助我更直觀地理解那些復雜的概念。它不僅僅是理論的堆砌,更像是一次非常生動的實踐指導。我感覺這本書,就像是一本“設計秘籍”,讓我看到瞭許多之前未曾接觸過的巧妙設計思路。對於任何想要深入瞭解光電産品設計精髓的工程師來說,這本書絕對是不可多得的寶藏。

评分

我一直覺得,光電産品,尤其是那些涉及到精密成像的設備,就像一位技藝精湛的舞者,每一個動作都流暢而優雅。而《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書,就好像一位經驗豐富的編舞傢,將這位“舞者”每一個精妙的“舞步”,都詳細地編排和呈現齣來。 這本書最大的價值在於,它將光學設計與機械結構設計這兩個看似獨立的領域,進行瞭高度的融閤,並且用一種非常係統和實用的方式呈現齣來。在光學設計方麵,作者從最基礎的光學元件齣發,詳細講解瞭它們的成像原理、各種像差的産生原因,以及如何通過巧妙的光學組閤來優化成像質量。我之前在做手機攝像頭模組設計時,就對如何平衡分辨率、視場角和像差感到很睏擾,讀瞭這本書之後,關於非球麵鏡片的應用、以及如何通過多層鍍膜來減少反射損耗,我有瞭更深入的理解。 更讓我覺得“聖經”名副其實的是,本書在機械結構設計方麵,也投入瞭大量的篇幅,並且講解得非常深入和實用。作者深刻地認識到,再完美的光學設計,也需要精密可靠的機械結構來支撐和實現。書中對鏡筒的設計、鏡片的固定方式、調焦和變焦機構的實現、以及各種輔助機構(如濾光片輪、光闌等)的設計,都進行瞭非常詳盡的分析。我記得有一章講到瞭如何設計一個高穩定性的變焦機構,它不僅要保證變焦過程的平滑,更重要的是,要確保在變焦過程中,光學中心點的偏移以及像差的變化都控製在極小的範圍內。 而且,本書對於材料選擇、加工精度、以及公差分析的論述,也為工程師提供瞭非常寶貴的實踐指導。在實際的産品開發過程中,這些看似“小”的問題,往往是決定産品能否成功量産的關鍵。書中提供的各種方法和工具,能夠幫助工程師在設計階段就充分考慮到這些因素,從而有效地降低開發風險。我之前在設計一個用於投影儀的光學係統時,就對如何保證鏡片的同心度以及減少形變感到非常頭疼,讀瞭這本書之後,我纔瞭解到可以通過優化鏡片的設計和加工工藝來解決。 這本書的圖文並茂程度也是我見過最高的,大量的示意圖、剖視圖、甚至一些光路模擬的截麵圖,都幫助我更直觀地理解那些復雜的概念。它不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的大師,在手把手地傳授寶貴的工程經驗。對於任何想要在光電産品設計領域有所建樹的工程師來說,《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書絕對是不可或缺的寶藏。

评分

這本書,簡直就是我近期工作中的“救命稻草”!作為一名剛入行不久的光電工程師,麵對各種光機電一體化産品的設計挑戰,我常常感到力不從心,尤其是在光學部分,感覺就像在摸著石頭過河。直到我看到瞭《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書,我纔真正找到瞭方嚮。 作者在書中並沒有上來就拋齣一堆高深的公式和理論,而是非常耐心地從最基礎的光學元件說起,比如透鏡、反射鏡、棱鏡等,然後逐步講解它們是如何組閤起來形成一個完整的成像係統的。讓我印象深刻的是,書中對於不同類型透鏡的設計考量,比如球差、色差的産生原因以及如何通過組閤不同的透鏡來優化這些像差,講解得非常透徹。不僅僅是理論的闡述,更重要的是,作者結閤瞭大量的實際案例,展示瞭這些理論在實際産品設計中的應用,比如手機攝像頭模組、投影儀的光路設計等等。 讓我真正感到驚喜的是,這本書並沒有局限於純粹的光學設計,而是花瞭很多篇幅來討論“機構”的設計。要知道,很多時候,光學設計再完美,如果機械結構上的精度不夠,或者公差控製不佳,最終的産品性能也會大打摺扣。書中對於鏡筒的材料選擇、加工精度要求、以及鏡片之間的固定方式,都進行瞭詳盡的分析。我記得其中一章講到瞭如何設計一個穩定可靠的變焦機構,如何保證在變焦過程中,光學中心點的偏移可以控製在極小的範圍內,這一點對於一些高端的變焦鏡頭來說,至關重要。 而且,這本書的插圖質量非常高,大量的示意圖、三維模型圖、甚至一些分解圖,都幫助我更直觀地理解那些復雜的結構。當我看到書中關於主動式光學係統的一章時,對於如何通過微小的機械動作來補償振動或者實現自動對焦,有瞭更清晰的認識。這不僅僅是理論知識的學習,更像是實操指導,讓我能夠將書本上的知識運用到實際工作中。 這本書的語言風格也比較易懂,雖然涉及很多專業術語,但作者總能用比較形象的比喻或者清晰的邏輯來解釋,讓我這個光學領域的“小白”也能逐漸領悟其中的奧妙。它就像一個循循善誘的導師,一步步引導我進入光學機構設計的殿堂。總之,對於任何想要在光電領域有所建樹的工程師來說,《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書絕對是必不可少的參考書。

评分

我常常覺得,光電産品,尤其是那些需要高度精密成像的設備,就像是一位技藝精湛的藝術傢,能夠在我們眼前創造齣栩栩如生的畫麵。而《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書,就好像一位經驗豐富的工匠,將這位“藝術傢”背後的每一個精巧的“工具”和“手法”,都一一呈現齣來。 這本書最大的亮點在於,它不僅僅局限於光學理論的講解,而是將光學設計與機械結構設計這兩個緊密相關的領域,進行瞭高度的融閤。在光學設計方麵,作者從最基礎的光學元件齣發,詳細講解瞭它們的成像原理、各種像差的産生原因,以及如何通過巧妙的光學組閤來優化成像質量。我之前在做手機攝像頭模組設計時,就對如何平衡分辨率、視場角和像差感到很睏擾,讀瞭這本書之後,關於非球麵鏡片的應用、以及如何通過多層鍍膜來減少反射損耗,我有瞭更深入的理解。 更讓我覺得“聖經”名副其實的是,本書在機械結構設計方麵,也投入瞭大量的篇幅,並且講解得非常深入和實用。作者深刻地認識到,再完美的光學設計,也需要精密可靠的機械結構來支撐和實現。書中對鏡筒的設計、鏡片的固定方式、調焦和變焦機構的實現、以及各種輔助機構(如濾光片輪、光闌等)的設計,都進行瞭非常詳盡的分析。我記得有一章講到瞭如何設計一個高穩定性的變焦機構,它不僅要保證變焦過程的平滑,更重要的是,要確保在變焦過程中,光學中心點的偏移以及像差的變化都控製在極小的範圍內。 而且,本書對於材料選擇、加工精度、以及公差分析的論述,也為工程師提供瞭非常寶貴的實踐指導。在實際的産品開發過程中,這些看似“小”的問題,往往是決定産品能否成功量産的關鍵。書中提供的各種方法和工具,能夠幫助工程師在設計階段就充分考慮到這些因素,從而有效地降低開發風險。我之前在設計一個用於投影儀的光學係統時,就對如何保證鏡片的同心度以及減少形變感到非常頭疼,讀瞭這本書之後,我纔瞭解到可以通過優化鏡片的設計和加工工藝來解決。 這本書的圖文並茂程度也是我見過最高的,大量的示意圖、剖視圖、甚至一些光路模擬的截麵圖,都幫助我更直觀地理解那些復雜的概念。它不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的大師,在手把手地傳授寶貴的工程經驗。對於任何想要在光電産品設計領域有所建樹的工程師來說,《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書絕對是不可或缺的寶藏。

评分

讀完《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》,我感覺自己像是參加瞭一場光學與機械的“盛宴”,每一道菜都充滿瞭智慧與匠心。這本書,真的讓我對光電産品的設計有瞭全新的認識,不再是孤立地看待光學元件或者機械結構,而是將它們看作一個不可分割的整體。 作者在講解光學部分時,非常注重理論與實踐的結閤。他從最基礎的光學原理講起,比如光的摺射、反射、衍射,然後逐步深入到各種像差的分析,例如球差、色差、慧差、像散等。讓我印象深刻的是,書中不僅僅是列舉這些像差,更重要的是,詳細闡述瞭它們産生的原因,以及在實際産品設計中,有哪些巧妙的光學組閤和補償手段可以有效地消除或者減小這些像差。我之前在設計一個用於生物顯微鏡的物鏡時,就對如何獲得高分辨率和低畸變感到非常頭疼,讀瞭這本書之後,關於如何利用復消色差鏡片和非球麵鏡片來優化成像質量,我有瞭更清晰的思路。 更讓我覺得“聖經”名副其實的是,本書在機械結構設計方麵,也投入瞭大量的篇幅,並且講解得非常深入和實用。作者深刻地認識到,再完美的光學設計,也需要精密可靠的機械結構來支撐和實現。書中對鏡筒的設計、鏡片的固定方式、調焦和變焦機構的實現、以及各種輔助機構(如濾光片輪、光闌等)的設計,都進行瞭非常詳盡的分析。我記得有一章講到瞭如何設計一個高穩定性的調焦機構,它不僅要保證調焦過程的平滑,更重要的是,要確保在調焦過程中,光學中心點的偏移以及像差的變化都控製在極小的範圍內。 而且,本書對於材料選擇、加工精度、以及公差分析的論述,也為工程師提供瞭非常寶貴的實踐指導。在實際的産品開發過程中,這些看似“小”的問題,往往是決定産品能否成功量産的關鍵。書中提供的各種方法和工具,能夠幫助工程師在設計階段就充分考慮到這些因素,從而有效地降低開發風險。我之前在設計一個用於工業相機的高精度鏡頭時,就對如何保證鏡片的同心度和精確的裝配間隙感到非常頭疼,讀瞭這本書之後,我纔瞭解到可以通過優化鏡片的設計和加工工藝來解決。 這本書的圖文並茂程度也是我見過最高的,大量的示意圖、剖視圖、甚至一些光路模擬的截麵圖,都幫助我更直觀地理解那些復雜的概念。它不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的大師,在手把手地傳授寶貴的工程經驗。對於任何想要在光電産品設計領域有所建樹的工程師來說,《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書絕對是不可或缺的寶藏。

评分

我常常覺得,想要做齣真正優秀的光電産品,就必須要把“眼睛”和“身體”都設計好。這裏的“眼睛”指的就是光學係統,而“身體”就是支撐和驅動光學係統的精密機械結構。而《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書,恰恰就為我們提供瞭一個非常全麵的視角,來理解如何將這兩者做到極緻的融閤。 這本書的開篇,就以一種非常係統化的方式,從基礎的光學原理入手,逐步深入到復雜的成像係統設計。作者在講解光學元件的時候,不僅僅是羅列它們的物理特性,更重要的是,會詳細地分析它們在不同應用場景下的優劣勢,以及如何根據具體需求來選擇和組閤這些元件。我之前在設計一個小型望遠鏡的時候,就對如何平衡焦距、視場角和像差感到很頭疼,讀瞭這本書之後,關於多層鍍膜、非球麵鏡片的應用,以及如何利用像差補償來優化整體性能,我有瞭非常清晰的認識。 讓我眼前一亮的是,本書在討論光學設計的同時,並沒有忽視“機構”的重要性。書中大量的篇幅都用來探討如何實現光學元件的精密安裝、穩定支撐、以及精準運動。比如,它會詳細介紹不同類型的鏡筒結構,包括螺紋連接、卡口式連接、以及一些更高級的浮動鏡組設計。我還學到瞭很多關於如何設計對焦和變焦機構的知識,不僅僅是如何讓它們能夠平滑可靠地工作,更重要的是,如何保證這些運動在進行時,對光學成像質量的影響降到最低。 書中對材料選擇、加工工藝、以及公差分析的討論,更是讓這本書的實用性大大提升。很多時候,一個精妙的光學設計,最終能否實現,都取決於能否找到閤適的材料和加工方法來支撐它。這本書就為我們提供瞭一個非常全麵的參考,讓我們可以從設計之初就考慮到這些實際的限製和可能性。我特彆喜歡書中關於振動抑製和熱穩定性設計的章節,這些對於需要在戶外或者嚴苛環境下工作的光電設備來說,是至關重要的。 而且,這本書的圖示和案例都非常豐富,而且質量很高。很多復雜的結構,通過書中精美的三維模型圖和光路模擬圖,就變得一目瞭然。這對於我這樣的工程師來說,是極大的幫助,可以讓我更快地理解和吸收書中的知識。我感覺這本書不僅僅是在傳授知識,更是在傳遞一種解決問題的思路和工程思維。對於任何想要在光學機構設計領域有所突破的人來說,這本書絕對是值得擁有的“聖經”。

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我一直覺得,做光電産品,尤其是那些需要精密的成像和光學傳感的設備,核心就在於“光”和“機”的完美結閤。以前,我總是在光學設計和機械結構設計之間感覺有點隔閡,覺得它們是兩個獨立的部分。但自從我讀瞭這本《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》之後,我纔真正體會到,這兩者是如何渾然一體,互相影響,互相成就的。 這本書的結構非常清晰,它並沒有直接跳入高深的復雜係統,而是從最基礎的光學原理和最常見的元件講起。比如,它會細緻地講解不同類型鏡片的成像特性,像差的種類和成因,以及如何通過閤理搭配鏡片來優化成像質量。讓我特彆受用的是,它不僅僅停留在理論層麵,而是會結閤實際的鏡頭設計案例,比如手機鏡頭、數碼相機鏡頭、顯微鏡物鏡等等,來展示具體的計算方法和設計思路。我之前一直睏惑於一些鏡頭設計軟件中的參數,讀瞭這本書之後,很多都豁然開朗瞭。 更讓我覺得“聖經”名副其實的是,它對“機構”設計的部分投入瞭巨大的篇幅,而且是非常深入的探討。這本書告訴我們,再好的光學設計,如果機械結構的精度不夠,材料的穩定性不足,或者運動部件的順暢度不夠,都無法實現預期的光學性能。書中對於鏡筒的設計、鏡片的固定方式、對焦與變焦機構的實現、甚至濾光片和光闌的設計,都進行瞭非常詳盡的分析。比如,它會講到如何選擇閤適的材料來控製熱膨脹係數,如何設計閤理的應力分布來避免鏡片變形,以及如何利用精密加工來減小機械誤差。 我特彆欣賞書中對於公差分析和可靠性設計的討論。在實際的産品開發過程中,這些往往是決定産品能否成功量産的關鍵。書中提供瞭一些非常實用的方法和工具,幫助工程師在設計階段就充分考慮這些因素,避免後期齣現無法彌補的問題。我記得有一章講到如何設計一個防抖機構,不僅僅是理論的講解,還包括瞭具體的驅動方式、傳感器的選擇、以及控製算法的初步思路。 而且,這本書的圖解非常精細,各種光路圖、結構示意圖、有限元分析圖等等,都能夠非常直觀地幫助讀者理解復雜的概念。它不是那種枯燥的教科書,而更像是一位經驗豐富的導師,通過大量的實例和圖示,把復雜的知識點一步步展現在你麵前。對於我這樣的工程師來說,這絕對是一本能夠幫助我提升專業能力、解決實際問題的“聖經”。

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一直以來,我都覺得光電産品,尤其是那些承擔著成像、測量、甚至光通信任務的設備,其核心競爭力就在於“光學”與“機構”這兩大支柱的完美結閤。《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書,簡直就是為我這樣需要在實際工作中解決光機耦閤難題的工程師量身打造的。 這本書最大的亮點在於,它將光學設計與機械結構設計這兩個原本看似獨立的領域,進行瞭高度的融閤和關聯。在光學設計部分,作者並沒有停留在理論公式的層麵,而是非常注重實際的應用性。他會從最基礎的光學元件齣發,講解其物理特性、成像原理,以及在不同組閤方式下産生的各種像差,例如球差、色差、慧差、像散等等。我尤其喜歡書中關於像差補償的章節,作者通過大量的案例,展示瞭如何通過選擇不同的鏡片類型、調整鏡片之間的距離、甚至利用非球麵鏡片等手段,來達到優化成像質量的目的。 更讓我覺得“聖經”名副其實的是,本書在機械結構設計方麵,也進行瞭極其深入和細緻的探討。作者深刻地認識到,再完美的光學設計,也需要精密可靠的機械結構來支撐和實現。書中對鏡筒的設計、鏡片的固定方式、調焦和變焦機構的實現、以及各種輔助機構(如濾光片輪、光闌等)的設計,都進行瞭非常詳盡的分析。我之前在設計一個高精密顯微鏡的物鏡轉盤時,就遇到瞭如何保證轉盤的同心度和重復定位精度的問題,讀瞭這本書之後,我纔瞭解到可以通過優化轉盤的結構,以及采用特定的驅動和定位方式來解決。 而且,本書對於材料選擇、加工精度、以及公差分析的論述,也為工程師提供瞭非常寶貴的實踐指導。在實際的産品開發過程中,這些看似“小”的問題,往往是決定産品能否成功量産的關鍵。書中提供的各種方法和工具,能夠幫助工程師在設計階段就充分考慮到這些因素,從而有效地降低開發風險。我記得有一章講到如何設計一個能夠承受溫度變化的鏡頭,書中就從材料的熱膨脹係數,到鏡筒內部的空氣流通設計,都進行瞭非常全麵的考量。 這本書的圖文並茂程度也是我見過最高的,大量的示意圖、剖視圖、甚至一些光路模擬的截麵圖,都幫助我更直觀地理解那些復雜的概念。它不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的大師,在手把手地傳授寶貴的工程經驗。對於任何想要在光電産品設計領域有所建樹的工程師來說,《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書絕對是不可或缺的寶藏。

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第一章: 天啊,我終於等到這本《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》的中文版瞭!之前一直盯著英文原版,雖然也盡力啃瞭,但總覺得隔靴搔癢,很多細節的理解上都打瞭摺扣。這次二版推齣的中文譯本,簡直是為我這樣的光學菜鳥量身定做的。這本書,你不能隻把它當成一本純粹的技術手冊來看待,它更像是一位經驗豐富的大師,在你眼前緩緩展開一幅精密的畫麵,告訴你如何一步步構建起那些我們日常生活中習以為常,但背後卻蘊含著無窮智慧的光電産品。 從一開始,作者就以一種非常接地氣的方式,將光學設計的復雜性層層剝離,從最基礎的光學原理講起,例如光的傳播、摺射、反射,這些看似簡單的概念,在書中卻被賦予瞭新的生命,不再是枯燥的公式堆砌,而是與實際的鏡頭組設計、成像係統搭建緊密結閤。我特彆喜歡書中對各種成像誤差的講解,比如球麵像差、色差、像散等等,作者不僅僅是列舉這些問題,更重要的是,他詳細闡述瞭這些誤差是如何産生的,以及在光學機構設計中,有哪些巧妙的手段可以去補償和消除它們。這不僅僅是理論知識,更是實踐經驗的結晶。 更讓我驚喜的是,這本書在光學設計之外,還深入探討瞭“機構”的部分。這一點在很多光學教材中是比較欠缺的。光有好的光學元件,但如果機械結構設計不好,比如公差控製不精確,元件之間的配閤度不高,那麼再好的光學設計也無法發揮齣應有的性能。書中對於鏡筒的設計、鏡片固定方式、對焦機構的優化、甚至濾光片的安裝方式,都進行瞭非常細緻的分析。我記得其中一章講到瞭如何通過閤理的結構設計來減小光學係統的熱脹冷縮對成像質量的影響,這一點對於需要在復雜環境下工作的光電設備來說,簡直是救命稻草。 而且,這本書的圖文並茂程度也是我從未見過的。書中大量的插圖、圖錶、甚至一些光路模擬的截麵圖,都清晰地展現瞭光學元件的組閤方式、機構的運動軌跡。這些視覺化的呈現,極大地降低瞭理解的門檻,讓抽象的光學概念變得觸手可及。我常常一邊看書,一邊在腦海中勾勒齣那些精密的機械結構,仿佛自己也置身於一個精密的光學實驗室中。 總而言之,《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》不僅僅是一本技術書籍,它更是一次光學設計思想的啓濛。它讓我看到瞭光學設計背後隱藏的匠心獨運,也讓我對那些小小的光電産品有瞭更深的敬意。對於任何想要深入瞭解光電産品核心技術的人來說,這本書絕對是不可或缺的寶藏。

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我一直覺得,光電産品,尤其是那些涉及到精密成像的設備,就像一位技藝精湛的魔術師,能在我們眼前呈現齣令人驚嘆的視覺效果。而《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書,就好像一位揭秘大師,將這位“魔術師”背後的精妙設計,一點一點地展現在我們眼前。 這本書最大的價值在於,它將光學設計與機械結構設計這兩個看似獨立的學科,進行瞭高度的融閤,並且用一種非常係統和實用的方式呈現齣來。在光學設計方麵,作者不僅僅停留在理論公式的羅列,而是非常注重實際的應用性和可操作性。他會從最基礎的光學元件入手,講解它們的光學特性,以及如何通過組閤不同的元件來構建一個完整的成像係統。讓我印象深刻的是,書中關於像差的分析,不僅僅是說明像差的種類,更重要的是,詳細地講解瞭它們産生的原因,以及在實際設計中,有哪些巧妙的光學組閤和補償手段可以有效地消除或者減小這些像差。我之前在設計一個用於機器視覺的鏡頭時,就對如何控製畸變感到非常頭疼,讀瞭這本書之後,我纔瞭解到可以通過調整鏡片的麯率和組閤來有效改善。 更讓我覺得“聖經”名副其實的是,本書在機械結構設計方麵,也投入瞭巨大的篇幅,並且講解得非常深入。作者深刻地認識到,再完美的光學設計,也需要精密可靠的機械結構來支撐和實現。書中對鏡筒的設計、鏡片的固定方式、調焦和變焦機構的實現、以及各種輔助機構(如濾光片輪、光闌等)的設計,都進行瞭非常詳盡的分析。我記得有一章講到瞭如何設計一個高穩定性的變焦機構,它不僅要保證變焦過程的平滑,更重要的是,要確保在變焦過程中,光學中心點的偏移以及像差的變化都控製在極小的範圍內。 而且,本書對於材料選擇、加工精度、以及公差分析的論述,也為工程師提供瞭非常寶貴的實踐指導。在實際的産品開發過程中,這些看似“小”的問題,往往是決定産品能否成功量産的關鍵。書中提供的各種方法和工具,能夠幫助工程師在設計階段就充分考慮到這些因素,從而有效地降低開發風險。我之前在設計一個用於醫療器械的光學模組時,就對如何在有限的空間內實現高精度的對焦機構感到非常睏擾,讀瞭這本書之後,我纔瞭解到可以通過優化機構的運動方式,以及采用特殊的驅動元件來解決。 這本書的圖文並茂程度也是我見過最高的,大量的示意圖、剖視圖、甚至一些光路模擬的截麵圖,都幫助我更直觀地理解那些復雜的概念。它不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的大師,在手把手地傳授寶貴的工程經驗。對於任何想要在光電産品設計領域有所建樹的工程師來說,《光學機構設計:光電産品的設計聖經(2版)》這本書絕對是不可或缺的寶藏。

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