In fotografie- en beeldsystemen heeft de lenskeuze niet alleen invloed op de beeldkwaliteit, maar ook rechtstreeks invloed op de betrouwbaarheid en levensduur van het hele systeem.In dit artikel wordt geanalyseerd hoe de meest geschikte lens voor camera's en camera-modules te kiezen vanuit het perspectief van betrouwbaarheid engineering.

1, Begrijpen van de correlatie tussen de basisparameters van de lens en betrouwbaarheid
De keuze van de brandpuntsafstand heeft rechtstreeks invloed op de toepasbaarheid en de structurele betrouwbaarheid van het hulpmiddel.Kort brandpuntlengte lenzen (breedhoeklenzen) hebben meestal eenvoudiger optische structuren en minder mechanische componentenHet complexe optische ontwerp van teleobjectieven betekent meer bewegende onderdelen.waardoor ze gevoeliger zijn voor problemen zoals slijtage van het scherpstelmechanisme in trillingsomgevingen.

De grootte van het diafragma bepaalt niet alleen de hoeveelheid licht die binnenkomt, maar heeft ook betrekking op de duurzaamheid van het systeem.8) biedt betere prestaties bij weinig lichtIn industriële toepassingen vertonen objectieven met een midden diafragma (f/4-f/8) vaak een betere tolerantie voor het milieu.

Resolutie en MTF-curve zijn belangrijke indicatoren voor de evaluatie van de optische prestaties van een lens.die het aantal lenzen vergroten en de algehele betrouwbaarheid verminderenVolgens de "serie-systeembetrouwbaarheidstheorie" is het toevoegen van één lens gelijk aan het toevoegen van een potentieel foutpunt in het systeem.

2De toepassingsscenario's bepalen de betrouwbaarheidseisen
De betrouwbaarheidseisen voor lenzen verschillen aanzienlijk in verschillende toepassingsomgevingen:

Industriële testsystemen vereisen bijzondere aandacht voor:

Vibratiebestendige vormgeving: Kies een lens met een stevige metalen loop

stofdichte afdichting: IP-classificatie van ten minste IP52

Temperatuurstabiliteit: het werkbereik vereist meestal -10 ° C tot 50 ° C

Belangrijkste overwegingen voor buitenbewakingscamera's:

24/7 bescherming: IP66 of hoger

Ontwerp tegen mist: ingebouwd verwarmingselement of speciale coating

UV-bestandheid: speciale coating om afbraak door zonlicht te voorkomen

Bijzondere voorschriften voor medische endoscopen:

Biocompatibel materiaal

Hoogdruksterilisatietolerantie

Structurele integriteit van het miniatuurontwerp

3, Mechanische interface en betrouwbaarheid van de installatie
De selectie van C-interface en CS-interface is niet alleen gerelateerd aan compatibiliteit, maar beïnvloedt ook de mechanische stabiliteit.Dit heeft niet alleen invloed op de beeldvorming, maar veroorzaakt ook draad slijtage en verplaatsing van de optische as bij langdurig gebruik.

De actieve en passieve uitlijningsprocessen hebben een directe invloed op de betrouwbaarheid van de module.aanzienlijke verbetering van de consistentie en langetermijnstabiliteit van het product.

Het is van cruciaal belang om het koppel tijdens de installatie te controleren.Onvoldoende koppel kan losheid in trillingsomgevingen veroorzakenHet aanbevolen installatiemoment voor een typische C-interface lens is 1,2-1,5 N · m.

4, Ontwerp voor aanpassingsvermogen op milieugebied
Temperatuurveranderingen kunnen ervoor zorgen dat het lensmateriaal uitbreidt/contracteert, wat de scherpstellingsstabiliteit beïnvloedt.Hoogwaardige industriële lenzen maken gebruik van speciale legeringsvaten en optisch glas om een consistente prestatie te garanderen over een breed temperatuurbereikDe temperatuurcoëfficiënt (Δ f/° C) is een belangrijke parameter voor de beoordeling van deze prestaties.

Het stofdichte en vochtdichte ontwerpniveau moet overeenkomen met de werkelijke omgeving.terwijl het tweede cijfer de waterdichte beoordeling vertegenwoordigt (zoals IPX4 spatbestendig)Het wordt aanbevolen om ten minste IP54 te hebben voor toepassingen in tropische gebieden.

Voor mobiele apparaten is de slag- en trillingsbestendigheid van bijzonder belang.en industriële lenzen kunnen meestal ten minste 10G aan impact en 5-500Hz aan willekeurige trillingen weerstaan.

5, Materiaalselectie en betrouwbaarheid op lange termijn
Het materiaal van de lensvaten heeft een directe invloed op de thermische stabiliteit en de mechanische sterkte:

Aluminiumlegering: lichtgewicht en goedkoop, maar met een hoge coëfficiënt van thermische uitbreiding

Roestvrij staal: uitstekende sterkte en corrosiebestendigheid, maar zwaar

Ingenieursplastiek: goede slagvastheid, geschikt voor consumentenproducten

Het type optisch glas heeft invloed op de tolerantie van het milieu:

Calciumfluoride (CaF2) kristal: uitstekende kleurcorrectie, maar gevoelig voor deliquescentie

Milieuvriendelijk glas: vrij van lood en arseen, in overeenstemming met de RoHS-normen

Gesmolten silica: extreem lage thermische uitbreiding, geschikt voor toepassingen met hoge precisie

De coatingtechnologie bepaalt de slijtvastheid en antireflectieprestaties van de lenzen:

Meerlaagse coating: vermindert de schittering en verbetert de lichtdoorlatendheid

Oliewerende coating: makkelijk schoon te maken, behoudt op lange termijn de optische prestaties

Diamantcoating: hardheid tot 9H, zeer slijtvast

6Evaluatie van leveranciers en betrouwbaarheid verificatie
De beoordeling van de kwalificaties van leveranciers moet omvatten:

ISO 9001 Certificering van kwaliteitsmanagementsysteem

Omgevingsonderzoeksmogelijkheden (zoals zoutspray, temperatuurcyclus, enz.)

Systemen voor het beheer van de traceerbaarheid van de belangrijkste onderdelen

Het betrouwbaarheidstestproject moet betrekking hebben op:

Mechanische duurzaamheidstest (bijvoorbeeld 5000 autofocuscycli)

Environmental Stress Screening (ESS)

Versnelde levenstest (ALT)

De mogelijkheid om storingsmodus te analyseren is een belangrijke indicator voor de beoordeling van leveranciers, waaronder:

FTA-mogelijkheid

Kwaliteit van het rapport van de analyse van de oorzaken

Effectiviteit van corrigerende en preventieve maatregelen (CAPA)

7, Kosten- en betrouwbaarheidstrategie in balans brengen
Bij de analyse van de totale eigendomskosten (TCO) moet rekening worden gehouden met:

Aanvankelijke aankoopkosten

Verwachte onderhoudsfrequentie en kosten

Verlies bij uitschakeling van het systeem

Een normalisatiestrategie kan de betrouwbaarheid verbeteren en de kosten verlagen:

Verminder het aantal lensmodellen

Aanvaarding van industriestandaardinterfaces

Het vaststellen van universele testnormen

Het preventieve onderhoudsplan moet gebaseerd zijn op:

Aanbevolen onderhoudscyclus van de fabrikant

De ernst van de werkelijke gebruiksomgeving

Historische foutstatistieken