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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: >kj`7GA  
    光学参数: r?+%?$  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 ck ]Do!h  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) zT =Ho   
    像素大小  3.5um x 3.5um b#uL?f  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm PWaw]*dFmy  
    焦距  待定 [YRz*5   
    FN  ≤2 $UMFNjL  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) ZXqSH${Tp  
    总长  14-16mm tvkb~  
    MTF  0视场  200LP/mm 9_L[w\P|4  
            0.7视场  142LP/mm 6]V4muz#c  
    畸变  <12.5% yzbx .  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% ^crCy-`#  
               y'=2.240mm   ≧70.0% E ]A#Uy  
    CRA  8.0° q M fT>rH  
    有效波长  400nm~700nm -[ *,^Ti`  
    最大直径  15.5mm &oP +$;Y  
    广角前端
    "9ZID-~]  
    R@58*c:U(  
    DSEARCH 搜索宏
    [.O?Z=5a[V  
    搜索宏请评论区留言获取代码 IpINH3odT  
    F3N?Nk/  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 L"E7#}  
    sv: 9clJ  
    yQ_B)b  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: aXQnZ+2e^R  
    09X01X[  
    B8nf,dj?X  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 F f$L|  
    模拟退火(50,2,50 PXK7b2fE.  
    查看畸变,没达到指标。 kW2sY^Rg  
    #+:9T /*>0  
    添加10阶非球面高阶项系数
    v6=RY<l"m  
    MuYk};f  
    PANT部分加入 ZOft.P O  
    VY    5 G   10 &v$rn#l  
    VY    6 G   10 `_BNy=`s*  
    VY    7 G   10 |8&,b`Gfo  
    VY    8 G   10 X}=n:Ql'YY  
    VY    9 G   10 @G BxL*e  
    VY   10 G   10 -|J"s$yO4  
    VY   11 G   10 D8inB+/-  
    VY   12 G   10 ^WHE$4U`  
    VY   13 G   10 ~k\fhx  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    p31NIf `  
    [=E  
    并在优化宏 AANT 中加入 x*![fK  
    M 2.24 1 A P YA 1 b=g8eMm  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 _g+JA3sIJ  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 ta35 K"  
    M 1.568 1 A P YA .7 >z/#_z@LV  
    q+Lr"&'Q  
    M 0.896 1 A P YA .4 aO]ZZleNS  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 B:dB,3,`(  
    得到的结构
     tR}MrM  
    =@m &s^R  
    MC?,UDNd%  
    oo,uO;0G  
    查看 MTF ,没有达到指标 gi(H]|=a  
    H(R1o~  
    添加16阶非球面高阶项系数
    _4rFEYz$d  
    5A%w 8Qv  
    PANT 部分加入 UM!ENI|  
    VY    5 G   16 JI?rL  
    VY    6 G   16 w Qgo N%  
    VY    7 G   16 K-e9>fmB#  
    VY    8 G   16 M3J#'%$  
    VY    9 G   16 O*eby*%h  
    VY   10 G   16 1QqYQafA  
    VY   11 G   16 *'OxAfa#x  
    VY   12 G   16 ks3`3q 7  
    VY   13 G   16 |S_T^'<W  
    VY   14 G   16 Gn\_+Pj$  
    同时注释掉所有 GSO GNO C+?Hm1  
    bBu,#Mc  
    优化 MTF
    Da&vb D-Bg  
    IC#>X5  
    AANT 部分加入以下指令 ?Eg(Gu.J  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X yW+yg{Gg:  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X oeKHqP wg  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y wHsYF`  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X {s)+R[?m<o  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y p`mS[bxv!  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X &K[_J  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y V_>\ 9m  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X pwO>h>ik  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y K)-U1JE7  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 - |kA)M[  
    mYxuA0/k  
    得到的结构 5j:0Yt  
    Wc,_RN-  
    查看畸变
    g+DzscIT  
    nnCG g+l  
    查看技术指标
    $u7; TW6QD  
    4A@NxihH  
    查看 MTF 和相对照度 So{x]x:f  
    m*ISa(#(,  
    'HT7_$?*  
    {SwQ[$k=_  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    ~oI1 zNz/  
    L>MLi3{  
    在优化宏中添加优化照度的指令,同时加入指令保持主光线角度 nS/)P4z  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 /nyUG^5#{  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 s<*XN NE7  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 "XB[|#&  
    再把 GSHEAR 的权重增加 2GFLnz  
    +IrLDsd  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 0="%Y ^N  
    按上述步骤逐步添加优化指令,逐步多次进行优化退火之后得到的结构: ,pqGX3  
    \x)n>{3C  
    插入真实光阑
    "nZ*{uv  
    -%2[2p  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 "Weg7mc#  
    WS 窗口点击插入表面,在光路中间插入一个虚拟表面作为光阑 .nG#co"r}3  
    &@%W29:  
    k:*S&$S!E  
    xG}(5Tt  
    设置孔径光阑 e:DkGy`-s  
    WS 输入 zfI>qJ+Nqt  
    APS  -9 eyefWn&  
    CSTOP pF&(7u  
    WAP  2 #6ri-n  
    .}'qUPNR  
    修改优化宏
    W)9K`hM6  
    VGtC)mG8)  
    }tsYJlh5  
    保留真实光阑 szsk;a  
    &$"i,~q^b  
    Xua+cVc\y  
    增大优化畸变的权重,运行优化并模拟退火(50,2,50)最后的结构, 9l}FU$  
    7G.#O}).b  
    $SM# < @  
    最终结构数据
    /b]oa !  
    $}lbT15a  
    最终结果的指标
    ?dD&p8{  
    =3q/F7-  
    s >e=?W  
    7s"< 'cx_F  
    畸变图像和数据
    K3m]%m2\  
    bA= |_Wt  
    qP{/[uj[K  
    照度
    lrnyk(M}Q.  
    D _/^+H]1  
    Qi_>Mg`x  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 :/:.Kb  
     
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    离线tornado
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    只看该作者 1楼 发表于: 2024-12-24
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