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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程七十八:短焦距水下广角监控镜头设计 [复制链接]

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    离线小火龙果
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-15
    随着生活水平的提高,人们对自身安全越来越重视,安防监控领域也随之发展,监控镜头被广泛用于大家的生产和生活当中。在安防项目里,广角摄像机体现出了它强大的优势,能够轻松实现同一时间监控更大的区域。 [x'D+!  
    tAkv'.  
    同时,由于湖泊海洋研究者、水产养殖者对水域监控的需求,水下镜头的研究也在不断发展。与陆地镜头相比,水下监控镜头面临着光线被水吸收、水下杂质对光产生强烈散射等各类问题,这些都会影响镜头最终的成像结果。 @sUec  
    BS%pS(  
    VO~%O.>  
    现在的水下镜头以视场角小、总长大为主,而在此给出一个短焦距水下广角镜头的案例: @}pcj2K#  
    1. 波段:VIS .)<l69ZD Z  
    2. FNUM=2.33 :KqSMuKR  
    3. 视场角:2w=92° ;U#=H9_  
    4. 焦距:f=12 7g:Lj,Z4L  
    5. 总长:VL≤65 Y@7n>U  
    + Y!:@d  
    设计流程: dptfIBYc+  
    5}a.<  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE H;0K4|I  
    @>&b&uj7T  
    对应镜头文件:后缀为rle D=K{(0{"/,  
    VQ8Fs/Zt!  
    将案例设计目标输入DSEARCH中,synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构,从中选取一个作为初始结构进行后续优化 ^Jw=5 ImG  
    >M0^R} v  
    查看初始结构发现像质较差,我们可以在优化宏窗口中输入AAA 4,插入四片非球面来进行改善。 /PbMt  
    gf}*}8D  
    NKTy!zWh  
    选择默认的评价函数,对其一阶特性、F数等参数进行优化,同时控制边缘厚度、中心厚度,进行模拟退火以达到全局最小值,结果如下图。 dKhS;!K9p  
    S(/ ^_Y  
    |T]&8Q)S  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 }2S)CL=  
    Z<QNzJ D  
    %<8r`BMo  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 E!uQ>'iq.  
    Bd- &~s^  
    9|Ylv:sR  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 gYbcBb%z  
    JSID@ n<b?  
    lM#,i\8Q  
    当所有视场的MTF曲线都呈现良好结果时,在命令窗口输入 MRG ,插入真实玻璃,选择成都光明玻璃库。 ,v`03?8l(  
    ` TH\0/eE  
    @pH6FXVGzt  
    ] ^?w0A  
    (?TK P 7  
    最后结果图如下: g<7Aln}Nl\  
    0g HV(L?  
    A%x0'?GU  
    f=.!/e70  
    !b&+2y2i[W  
    查看各项参数,达到设计要求。 apt$e$g  
    R_>.O?U4  
    o+)y!  
    r^H,H'BohJ  
    5<Uh2c  
    至此,短焦距水下广角镜头的初步设计完成。各位读者可以自行尝试本案例的搭建,也可以尝试通过缩短总长,减少非球面数来设计更优秀的镜头结构,感谢阅读。 n5;@}Rai  
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