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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程七十二:车载镜头初始结构设计及优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-22
    确定设计目标参数,以下为本次设计的目标: yjq~O~  
    光学参数: !BQ:R(w  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 ulqh}Uv'  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) o<J_?7c~}  
    像素大小  3.5um x 3.5um FHoY=fCI  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm e>GX]tK  
    焦距  待定 ;$0)k(c9  
    FN  ≤2 nMBKZ  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) & rsNB:!  
    总长  14-16mm f{[] m(X;  
    MTF  0视场  200LP/mm fw[Z7`\Q5  
            0.7视场  142LP/mm <<ze84 E  
    畸变  <12.5% ~EV7E F  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% 0-N"_1k|?  
               y'=2.240mm   ≧70.0% Zy<gA >  
    CRA  8.0° oD@~wcMIT0  
    有效波长  400nm~700nm #RyX}t X,  
    最大直径  15.5mm !_ng_,J  
    广角前端
    O|Z5SSlk  
    t+2!"Jr  
    DSEARCH 搜索宏
    Z^fkv  
    搜索宏请评论区留言获取代码 RV&=B%w+  
    KA"D2j9wn  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 4ox[,  
    ;I#f:UQ  
    L^7"I 4=(D  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: I Ceb2R  
    IPIas$  
    )J['0DUrZK  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 H J8rb  
    模拟退火(50,2,50 iaq+#k@V  
    查看畸变,没达到指标。 A<+veqb4  
    #y?iUv  
    添加10阶非球面高阶项系数
    -=+@/@nV  
    ;(Xig$k  
    PANT部分加入 )PU_'n=>  
    VY    5 G   10 .o&Vu,/H  
    VY    6 G   10 |$)+h\h  
    VY    7 G   10 ;mi+[`E  
    VY    8 G   10 j3J\%7^i  
    VY    9 G   10 @u.%z# h"1  
    VY   10 G   10 p1O[QQ|  
    VY   11 G   10 Ag6^>xb^  
    VY   12 G   10 !n?8'eqWru  
    VY   13 G   10 HZ+l){u  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    w<0F-0:8  
    j~ 'a %P  
    并在优化宏 AANT 中加入 ;:%*h2  
    M 2.24 1 A P YA 1 "s6\l~+9l  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 qrK\f  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 q0>@!1Wb  
    M 1.568 1 A P YA .7 'H]&$AZ;@  
    9k`}fk\M  
    M 0.896 1 A P YA .4 6^'BhHP  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 y>5??q  
    得到的结构
    3O'6 Ae  
    RAh4#8]  
    N1vPY]8  
    _!} L\E~  
    查看 MTF ,没有达到指标 *?-,=%,z/  
    p1blPBlp  
    添加16阶非球面高阶项系数
    /3!c ;(  
    WcG}9)9  
    PANT 部分加入 @rV|7%u  
    VY    5 G   16 #ox &=MY  
    VY    6 G   16 n;F/}:c_a  
    VY    7 G   16 mF@)l]UZ'  
    VY    8 G   16 ^qro0]"LD  
    VY    9 G   16 VsrYU@V  
    VY   10 G   16 MKr)6PG,  
    VY   11 G   16 &Se!AcvKF  
    VY   12 G   16 GgNqci,  
    VY   13 G   16 G|h@O'  
    VY   14 G   16 C;EC4n+s  
    同时注释掉所有 GSO GNO )qL UHE=  
    cu~\&3 R  
    优化 MTF
    bh~"LQS1  
    ,*r}23  
    AANT 部分加入以下指令 ]nM 2J}7  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X uDWxIP,m  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X DA(ur'D  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y U =G}@Y  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X E;vF :?|  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y .Z0$KQ'iy  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X e0nr dM[i  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y 9bxBm  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X gl$Ks+o d  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y TB@0j ;g  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 @}8~TbP  
    G)S (a4  
    得到的结构 ?: XY3!{  
    a(a 2xa  
    查看畸变
    Bw`7ND}&  
    \d&/,?,Ey  
    查看技术指标
    N"M?kk,  
    P> wDr`*  
    查看 MTF 和相对照度 nz}} m^-j  
    5x} XiMM  
    `-J$7)d@  
    O9_S"\8]@  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    2`ED?F68gH  
    GcpAj9  
    在优化宏中添加优化照度的指令,同时加入指令保持主光线角度 qVidubsW  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 %_>+K;<  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 kR1dk4I4  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 Z6F^p8O-  
    再把 GSHEAR 的权重增加 M#U#I :z%  
    \LI 2=J*  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 ifYC&5}SI  
    按上述步骤逐步添加优化指令,逐步多次进行优化退火之后得到的结构: =/6rX"\P  
    )dMXn2O  
    插入真实光阑
    9_07?`Jr  
    KXtc4wra  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 DsI{*#  
    WS 窗口点击插入表面,在光路中间插入一个虚拟表面作为光阑 $h()% C7s  
    M.(shIu!+  
    F-g7*  
    yOQEF\  
    设置孔径光阑 CQ( _$  
    WS 输入 M }H7`,@I  
    APS  -9 UojHlTg#bT  
    CSTOP -y+u0,=p.  
    WAP  2 4NN81~v 4  
    >@T(^=Q  
    修改优化宏
    ^UJ#YRzi  
    JBCJVWUt  
    fK'qc L  
    保留真实光阑 NETji:d  
    r8uc.z2%  
    , id`=L=  
    增大优化畸变的权重,运行优化并模拟退火(50,2,50)最后的结构, ! 54(K6a[  
    >d{O1by=d9  
    a BHV  
    最终结构数据
    1q&gTvIp  
    AVx 0aj  
    最终结果的指标
    'h:[[D%H`  
    5ZPe=SQ{  
    @NY$.K#]  
    7LB#\2  
    畸变图像和数据
    JuD$CHg;#  
    ti)4J2c,8  
    ~Xf&<&5d T  
    照度
    `c-(1 ;Jb  
    N-+`[8@(P<  
    [8sL);pJO  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 pKM5<1J  
     
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    离线tornado
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