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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。 [Rb+q=z#  
    vDvFL<`vmD  
    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。 =(^3}x  
    W g! Lfu  
    :T~  [  
    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: HaYo!.(Fv  
    1. 波段:VIS Q2> gU#  
    2. FNUM=2.33 Wp,R ^d  
    3. 视场角:2w=92° 6LhTBV  
    4. 焦距:f=12 AQ Ojit6p  
    5. 总长:VL≤65 }m8q}~>tL  
    -\MG}5?!  
    设计流程: ;{6~Bq9  
    *1"+%Z^  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE ^zr`;cJ+c  
    dr"1s-D4IQ  
    对应镜头文件:后缀为rle |j|rS5  
    i/.6>4tE:  
    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 '%;m?t% q  
    naNghGQ  
    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。 HOi`$vX }N  
    gM]:Ma  
    !x)R=Z/C  
    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。 $~kA B8z  
    (m$Y<{)2  
    g)B]FH1  
    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。 OTv)  
    JGZBL{8  
    K NOIZj   
    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。 N>E_%]Ch  
    i~72bMwsA  
    jWgX_//!  
    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。 {{1G`;|v 9  
    G/W>S,(  
    O0:q;<>z  
    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:SP LU  
    $Kd>:f=A  
    u@^LW<eD  
    ;@J}}h'y  
    BLFdHB.$T  
    最后结果图如下: ^?|"L>y  
     5twhm  
    MOC/KNb  
    R-14=|7a-  
    u:b=\T L  
    查看各项参数,达到设计要求。 /V By^L:  
    1mJ Hued=6  
    s[N@0  
    <naz+QK'  
    8EY:t zw  
    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。 qSQ~D(tO  
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