在機(jī)器視覺與精密光學(xué)測量領(lǐng)域，遠(yuǎn)心鏡頭憑借其獨(dú)特的平行光路設(shè)計(jì)與低畸變特性，長期以來一直是高精度檢測任務(wù)的核心組件。然而，傳統(tǒng)遠(yuǎn)心鏡頭在焦距調(diào)節(jié)、響應(yīng)速度和對(duì)焦范圍方面存在一定的局限性。隨著工業(yè)檢測對(duì)精度、效率和靈活性的要求不斷提高，光學(xué)系統(tǒng)亟需技術(shù)突破。我們推出的EL16-40系列2倍放大遠(yuǎn)心鏡頭，通過集成液態(tài)透鏡技術(shù)，不僅提升了光學(xué)性能，更重新定義了遠(yuǎn)心成像的技術(shù)邊界。

一、遠(yuǎn)心成像的基礎(chǔ)與挑戰(zhàn)

遠(yuǎn)心鏡頭的主要優(yōu)勢在于其特有的遠(yuǎn)心光路設(shè)計(jì)，使得圖像成像不受物距微小變化的影響，從而避免了透視誤差，確保了尺寸測量的準(zhǔn)確性。這一特性使其廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體檢測、精密計(jì)量、三維掃描和自動(dòng)化質(zhì)量控制等領(lǐng)域。

然而，傳統(tǒng)遠(yuǎn)心鏡頭也面臨幾大挑戰(zhàn)：

• 對(duì)焦靈活性不足：通常需要通過機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整鏡片組位置，響應(yīng)慢且存在機(jī)械磨損；

• 體積與重量較大：尤其在高放大倍率下，鏡片組復(fù)雜，不利于集成；

• 難以兼顧大光圈與高分辨率：大光圈雖有助于提升通光量，但往往伴隨像差增大，影響成像質(zhì)量。

這些局限性在一定程度上制約了遠(yuǎn)心鏡頭在動(dòng)態(tài)檢測場景和高速度應(yīng)用中的表現(xiàn)。

二、EL16-40系列：技術(shù)突破與性能亮點(diǎn)

EL16-40系列鏡頭包含三個(gè)子型號(hào)（S5VPJ6415、S5VPJ6420、S5VPJ6425），分別對(duì)應(yīng)1.5×、2×和2.5×的標(biāo)稱放大倍率。該系列最顯著的特點(diǎn)是其集成的液態(tài)透鏡單元，支持通過電控方式實(shí)現(xiàn)焦距的快速調(diào)節(jié)，無需機(jī)械移動(dòng)鏡片。以下從幾個(gè)關(guān)鍵方面分析其技術(shù)優(yōu)勢：

光學(xué)性能與傳感器適配能力

該系列鏡頭在450–700 nm波長范圍內(nèi)表現(xiàn)出穩(wěn)定的成像性能，適配1英寸至1.2英寸傳感器，像方分辨率高達(dá)90 lp/mm，配合2.74 μm的像素尺寸，可捕捉極其細(xì)微的特征。此外，其畸變率極低（最低僅0.1%），遠(yuǎn)心誤差控制在0.03°以內(nèi)，確保了成像的幾何一致性和測量準(zhǔn)確性。

集成液態(tài)透鏡：核心創(chuàng)新

液態(tài)透鏡技術(shù)通過改變施加在液體介質(zhì)上的電壓或電流，調(diào)節(jié)液滴的曲率從而實(shí)現(xiàn)焦距變化。EL16-40系列所采用的液態(tài)透鏡支持–2.0 dpt至+3.0 dpt的光學(xué)功率調(diào)節(jié)，對(duì)應(yīng)工作距離（WD）可在約47.6 mm至87 mm之間快速變化。例如，對(duì)于S5VPJ6420型號(hào)（2×放大倍率），在±3.0 dpt調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，WD可從55.4 mm變化至76.3 mm，而倍率仍保持在1.87×–2.08×之間，這種靈活性極大擴(kuò)展了鏡頭的適用場景。

動(dòng)態(tài)響應(yīng)與操作效率

液態(tài)透鏡的響應(yīng)時(shí)間僅為5 ms，穩(wěn)定時(shí)間25 ms，使得整個(gè)對(duì)焦過程可在毫秒級(jí)完成，特別適合高速檢測場景（如半導(dǎo)體晶圓掃描或移動(dòng)物體成像）?？刂齐娏鞣秶讪C250 mA至+250 mA之間，功耗低于0.7 W，兼具高效與節(jié)能特性。

環(huán)境適應(yīng)性與可靠性

該鏡頭支持–20°C至+65°C的工作溫度范圍和–40°C至+85°C的存儲(chǔ)溫度范圍，液態(tài)透鏡的壽命周期超過10億次，表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和耐久性，適用于工業(yè)環(huán)境的長期連續(xù)作業(yè)。

三、應(yīng)用場景的拓展

EL16-40系列的出現(xiàn)，尤其適合以下高端應(yīng)用：

• 半導(dǎo)體封裝與檢測：在芯片焊線、缺陷檢測等環(huán)節(jié)中，需對(duì)不同高度的特征進(jìn)行快速聚焦。液態(tài)透鏡的毫秒級(jí)響應(yīng)能力顯著提高了檢測效率和精度；

• 精密計(jì)量與顯微成像：在微米級(jí)尺寸測量中，傳統(tǒng)鏡頭需通過位移臺(tái)調(diào)整物距，而EL16-40可通過電控實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了運(yùn)動(dòng)控制復(fù)雜度；

• 生物醫(yī)學(xué)與顯微操作：在對(duì)活體樣本或液滴進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測時(shí)，集成液態(tài)透鏡的遠(yuǎn)心鏡頭可實(shí)現(xiàn)無抖動(dòng)的實(shí)時(shí)焦距跟蹤，避免機(jī)械振動(dòng)對(duì)成像的干擾。

四、技術(shù)啟示與未來展望

EL16-40系列不僅僅是一項(xiàng)產(chǎn)品創(chuàng)新，更為遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。液態(tài)透鏡與遠(yuǎn)心光學(xué)的結(jié)合，克服了傳統(tǒng)機(jī)械對(duì)焦在速度、精度和體積方面的限制，體現(xiàn)了“機(jī)電一體化”逐漸向“光電一體化”演進(jìn)的技術(shù)趨勢。

未來，隨著液態(tài)透鏡響應(yīng)速度的進(jìn)一步提升和控制算法的優(yōu)化，遠(yuǎn)心鏡頭有望在更多場景中替代傳統(tǒng)成像系統(tǒng)。尤其是在人工智能驅(qū)動(dòng)的視覺檢測中，動(dòng)態(tài)調(diào)焦能力與深度學(xué)習(xí)模型的結(jié)合，將為實(shí)現(xiàn)全自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)提供可能。

結(jié)語

Sill Optics的EL16-40系列遠(yuǎn)心鏡頭通過液態(tài)透鏡技術(shù)的集成，實(shí)現(xiàn)了焦距調(diào)節(jié)的革命性進(jìn)步，不僅提升了成像性能和使用靈活性，也拓寬了遠(yuǎn)心光學(xué)在高端工業(yè)與科研領(lǐng)域的應(yīng)用邊界。它以堅(jiān)實(shí)的技術(shù)參數(shù)和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念，印證了現(xiàn)代光學(xué)正在向更智能、更高效、更集成的方向發(fā)展，也為行業(yè)樹立了新的標(biāo)桿。