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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。 oR1HJ2>Z1  
    ^{m&2l&87  
    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。 ;WqWD-C  
    |u@/,x/t  
    JK/VIu&!  
    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: *pP&$!bH%  
    1. 波段:VIS YPU*T&~  
    2. FNUM=2.33 q-lejVS(g  
    3. 视场角:2w=92° knS(\51A  
    4. 焦距:f=12 >Hd0l L  
    5. 总长:VL≤65 6]D%|R,Q#}  
    4[P]+Z5b+  
    设计流程: +! F+m V9  
    ^F?}MY>  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE 1OOMqFn}L  
    3&tJD  
    对应镜头文件:后缀为rle i*\\j1mf  
    R2` -*PZ_  
    将案例设计目标输入DSEARCH中,synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构,从中选取一个作为初始结构进行后续优化 `({ Bi!%i  
    )/{zTg8$?/  
    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。 Ks>l=5~v|  
    )b7;w#%q  
    /]@1IC{Lk  
    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。 n]Z() "D  
    YK V?I   
    ~ 5@bW J  
    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。 x,rK4L7U  
    j YVR"D;  
    =uil3:,[S  
    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。 !*1Kjg3  
    u6 lcl}'  
    M. o}?  
    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。 a^xt9o`  
    ,Qb(uirl]  
    PZ[hH(EX  
    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。 .gP}/dj  
    ri?k}XnhX  
    eJ"je@vvrK  
    v\}s(X(J  
    6M^NZ0~J  
    最后结果图如下: wnr<# =,I'  
    g-8D1.U  
    cqSo%a2  
    AC}[Q p!  
    >gSiH#>  
    查看各项参数,达到设计要求。 Z.$)#vM5  
    ] i:WP2  
    ON-zhT?v  
    :oeDksld  
    /y-eVu6  
    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。 hVe39BBtO  
     
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