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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。 7kO 1d{u6b  
    Z# 1Qj9  
    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。 7l?-2I'c  
    W /IyF){  
    {Tx+m;5F  
    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: {oO!v}]  
    1. 波段:VIS $OmtN"  
    2. FNUM=2.33 ^#;2 Pd>  
    3. 视场角:2w=92° 0&<{o!>k  
    4. 焦距:f=12 p!=/a)4X  
    5. 总长:VL≤65 wEk9(|  
    qr :[y  
    设计流程: rLp0VKPe  
    ezFyd'P  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE ]^dXB 0  
    R5Ti|k.~Y"  
    对应镜头文件:后缀为rle h.PY$W<  
    q0Fy$e]u  
    将案例设计目标输入DSEARCH中,synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构,从中选取一个作为初始结构进行后续优化。 WFTTBUoH  
    Uj_%U2S$  
    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。 97Whn*  
    U<Ag=vsZE  
    +3VY0J  
    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。 jQc$>M<"o  
    o d!TwGX  
    RE*;nSVFt  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 V_h, UYN  
    (Ys 0|I3  
    +YXyfTa  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 ;R}:2  
    ktnsq&qNL  
    ~u.CY  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 R9k Z#  
    0&zp9(G5  
    -K PbA`j+  
    当所有视场的MTF曲线都呈现良好结果时,在命令窗口输入 MRG ,插入真实玻璃,选择成都光明玻璃库。 <.#i3!  
    C&r&&Pw  
    zK?[6n89f  
    g\d|/HV K  
     zoA]7pG-  
    最后结果图如下:  6~j6M4*  
    !M\8k$#"n  
    ZxY%x/K  
    pFhznH{0  
    *IfLoKS'  
    查看各项参数,达到设计要求。 y3 kXfSe  
    :D;BA  
    \vsfY   
    uK1DC i  
    y@e/G3  
    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。 L `3x0u2  
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