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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。 o'Pu'y  
    f jI#-  
    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。 t+Z`n(>  
    !%xP}{(7  
    m"Qq{p|'  
    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: bD<qNqX$  
    1. 波段:VIS -4flV D  
    2. FNUM=2.33 nLy#|C  
    3. 视场角:2w=92° [9V]On  
    4. 焦距:f=12 :Q_x/+-  
    5. 总长:VL≤65 /s c.C  
    B,_`btJh  
    设计流程: .+E#q&=  
    LmQ/#Gx  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE m=TJDr-  
    ?z/Vgk+9|  
    对应镜头文件:后缀为rle (R'+jWH  
    z856 nl  
    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 v7IzDz6gF  
    5j{Np,K  
    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$x)pB3]  
    S &JJIFftO  
    n|i"S`  
    选择默认的评价函数,对其一阶特性、F数等参数进行优化,同时控制边缘厚度、中心厚度,进行模拟退火以达到全局最小值,结果如下图。 `HW:^T  
    >fzwFNdo  
    ?t rV72D  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 >t3'_cBC!  
    6:?rlh  
    pm US F #u  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 `qiQ$kz  
    nrpI5t.b  
    9vI]Lf P  
    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。 0 mexF@  
    :?CQuEv-  
    6T+  
    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。 :gI.l1  
    /smiopFcq  
    44sy`e  
    O8|*M "  
    C+%K6/J(  
    最后结果图如下: ._ CP% R  
    DjHp+TyT  
    mm[SBiFO\  
    feEMg  
    "tu*YNP\Q  
    查看各项参数,达到设计要求。 &~-~5B|3"  
    ^# e~g/  
    op7FZHs  
    vR>o}%`  
    9z ?7{2C  
    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。 T_#, A0G  
     
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