江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？( 二 )


(图：三种自由曲面渐进镜片)
与传统镜头相比 ， 自由曲面镜头具有更大的设计自由度 ， 能够尽可能地单独控制不同视场区域的光线 ， 从而抑制畸变 。
在光学系统设计中 ， 应用自由曲面不但可以自由地分配光强 ， 还能人为控制每根光线的角度、方向和光程差 。
利用光学自由曲面技术 ， 可以实现对高分辨率、宽视场、低像差、分段视场、低光性能和其他光学参数的要求 。
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
(一个自由曲面镜头)
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
(低失真视野狭窄、鱼眼广角高失真和视野宽阔、没有失真的自由曲面光学效果 ， 图源DynaOptics官网)
光学自由曲面主要依靠多种数学方法来进行设计 ， 通过一系列具体参数来反推计算出自由曲面的形状 。 由于这个过程基本上是“个性化定制” ， 因此光学自由曲面并不能像传统球面或非球面镜头那样多用途通用 。
例如 ， 偏微分方程法根据入射光矢量、出射光矢量和自由曲面法矢量之间的关系及一些限制条件来建立偏微分方程 ， 求得自由曲面的面型参数;
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
(图：偏微分方程法的理论基础 ， TED's方法)
划分网格法根据光源面和接收面的映射关系 ， 通过迭代计算得到光学表面的形状;
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
几何变分法将几何光学和变分法相结合 ， 理论性最高 ， 需要很高的数学基础;
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
SMS多面同步求解法可以计算两个及两个以上的自由曲面 ， 是基于费马定理和边缘光线理论得到的 ， 理论易理解 ， 计算过程最简单 。
其实 ， 早在华为之前 ， 至少从20世纪90年代起 ， 德国的眼镜片设计师就首先开始使用自由曲面技术定制渐进式镜片 ， 他们在渐进式镜片的毛坯背面使用它 。
随着技术发展 ， 时至今日 ， 这些设计师拥有了强大的光学设计引擎 ， 可以在一台中央服务器计算机上使用由眼部护理专业人员提供的参数进行在线复杂计算 。 对于一些高端镜片 ， 他们甚至能根据佩戴者进行完全的个性化定制 。
如今 ， 在照明、印刷扫描、显示器、眼科、投影、数据存储等多个领域 ， 自由曲面已经被广泛使用：
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
(图：使用自由曲面的车前灯反射器)
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
在新兴技术领域 ， 自由曲面技术也有很大的潜在发展空间 ， 如北京理工大学设计了自由曲面光学透视式头盔显示器 ， EPSON智能眼镜使用了自由曲面技术 ， 极紫外光刻(EUVL)投影物镜也开始向高数值孔径(NA)、自由曲面设计形式发展 。
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
(自由曲面在头盔显示器中的应用)
率先“吃螃蟹”！华为新手机采用自由曲面镜头，理工男的浪漫or追求技术的极致？文章插图
许多国外知名光学研究机构也一直致力于自由曲面应用于空间光学的研究 。 HUBBLE望远镜在其修复光学系统中采用了一块自由曲面反射镜 ， JWST在其红外光谱仪中也采用了一块自由曲面平衡轴外像差 ， Leica为欧空局研制的TMA空间相机也采用了自由曲面进行像差平衡 。


推荐阅读


上一篇："东方芯港"来了，芯片生产集群化模式，能冲击全球芯片格局吗？

下一篇：真正的国产“黑马”！3.9S破百，左中右3块屏，特斯拉玩儿去