[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]

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。 {,xI|u2R  
*9Ta0e*  
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。 G8AT] =  

cBcfGNTJ~  
F/O5Z?C?  

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： b* (~8JxZ  
1. 波段：VIS >1uo5,wrF  
2. FNUM=2.33 }9=X*'BO  
3. 视场角：2w=92° 0>{&8:  
4. 焦距：f=12 T1$=0VSEa+  
5. 总长：VL≤65 RBuerap  
u*}[fQ`aF  
设计流程： r:N =?X`N  
8k
[=$Ro  
初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE 76 nrDE  
n1!hfu7@s  
对应镜头文件：后缀为rle .kwz$b+h  
WX~:Y,l+u  
将案例设计目标输入DSEARCH中，synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构，从中选取一个作为初始结构进行后续优化。 V Ioqn$  
<9f;\+zA  
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。 J)o.@+Q}  

n0)0"S|y1  
vtx3a^  

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。 B8Vhl:p  
SfTTB'9  

Z01BzIsR  

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。 Df
hu  
g}@W9'!  
1PGY/c  
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。 dMd2a4  

<[l0zE5Z8'  
r,cz yE/  

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。 1 sJtkge:  

WR|n>i@m  
7=3'PfS  

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。 };{Qx  

+4 W6
{`  
qQN|\u+co  

\:mZ)f3K=  
pZxuV(QP`  

最后结果图如下： p[LPi5  

^WF/gup\hS  
Z:(Zy
  

[[XbKg`"?  
tRZA`&  

查看各项参数，达到设计要求。 Ot<vn34mt:  

1ze\ U>  
)swu~Wb}U@  

'G)UIjl  
F=g+R~F  

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。 C<B+!16