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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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    离线小火龙果
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-22
    确定设计目标参数,以下为本次设计的目标: 6_><W"r:]  
    光学参数: =qQQ^`^F'~  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 ~m&oa@*=y  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) f TtMmz  
    像素大小  3.5um x 3.5um Ci:QIsu*  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm na; ^/_U@  
    焦距  待定 j2n@8sCSO  
    FN  ≤2 ~[,TLg 6  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) N Uml"  
    总长  14-16mm }#^F'%zf  
    MTF  0视场  200LP/mm /aEQ3x  
            0.7视场  142LP/mm )q-!5^ak  
    畸变  <12.5% @C)h;TR  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% dK$dQR#  
               y'=2.240mm   ≧70.0% d7gSkna`5c  
    CRA  8.0° yln.E vJjD  
    有效波长  400nm~700nm q0<`XDD`  
    最大直径  15.5mm =Bx~'RYl1d  
    广角前端
    4(ZV\}j1  
    %c{)'X  
    DSEARCH 搜索宏
    0~+ k  
    搜索宏请评论区留言获取代码 |sAg@kM  
    gC 4#!P  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 @ U|u _S@  
    SQx):L)P6  
    Ca|;8ggf  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: $ 7!GA9Bn  
    #1k,t  
    T]`" Xl8  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 v_ h{_b8  
    模拟退火(50,2,50 | w -W=v  
    查看畸变,没达到指标。 MG>;|*$%  
    voEc'JET  
    添加10阶非球面高阶项系数
    |7'W)s5.  
    ".IhV<R  
    PANT部分加入 @RW%EXKt  
    VY    5 G   10 :f:C*mYvu  
    VY    6 G   10 Z0KA4O$eL  
    VY    7 G   10 k=}hY+/=  
    VY    8 G   10 39#>C~BOl  
    VY    9 G   10 eNb =`  
    VY   10 G   10 Y.J$f<[R  
    VY   11 G   10 WkE;tC*  
    VY   12 G   10 cyyFIJj]  
    VY   13 G   10 ,88}5)b[  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    g= 8e.Y*Fr  
    KivzgNz  
    并在优化宏 AANT 中加入 Ns(F%zkm  
    M 2.24 1 A P YA 1 $-73}[UA 4  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 g;T`~  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 9"TPDU7"  
    M 1.568 1 A P YA .7 hrK^oa_[W  
    uDR(^T{g#  
    M 0.896 1 A P YA .4 *d 4D9(  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 |n;7fqK  
    得到的结构
    Re_.<_$  
    `'`XB0vb  
    v80 e]M!  
    gO%3~f!vY#  
    查看 MTF ,没有达到指标 ; V8 =B8w  
    /DCUwg=0  
    添加16阶非球面高阶项系数
    RWYA`  
    *RhdoD|a  
    PANT 部分加入 b.(^CYYQ  
    VY    5 G   16 wuCODz@~  
    VY    6 G   16 ,O(uuq  
    VY    7 G   16 O#g31?TO  
    VY    8 G   16 :s\s3#?  
    VY    9 G   16 +}]xuYzo  
    VY   10 G   16 qW*)]s)z  
    VY   11 G   16 gueCP+a_  
    VY   12 G   16 A]1](VQ)4  
    VY   13 G   16 <pCZ+Yv E"  
    VY   14 G   16 }/|1"D  
    同时注释掉所有 GSO GNO H|]Q;,C  
    }I"^WCyH  
    优化 MTF
    "Z <1Msz  
    L,$9)`j  
    AANT 部分加入以下指令 S:wmm}XQ  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X t+t&eg  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X A#}IbcZ|b  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y :|bPr_&U$  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X gU:jx  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y ^+88z>  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X {.v+ iSM  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y 1jR<H$aS  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X w5p+Yx=q  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y /n_N`VJ7H  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 z@2NAC  
    8WMC ~  
    得到的结构 92EvCtf  
    c(fwl`y !x  
    查看畸变
    B--`=@IRf"  
    ,xGkE7=5  
    查看技术指标
    B|tP3<  
    ral0@\T  
    查看 MTF 和相对照度 k7?(I U  
    :EZTJu  
    'j|;M  
    /J^yOR9  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    9!tRM-  
    v q|W&  
    在优化宏中添加优化照度的指令,同时加入指令保持主光线角度 HghNI  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 Hc71 .rqS  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 DF<_Ns!  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 Q!c*2hI  
    再把 GSHEAR 的权重增加 1Ypru<.)W  
    ^XV$J-  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 "!2Fy-Y  
    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: }2}hH0R  
    s {!F@^a  
    插入真实光阑
    YDP<  
    S>nM&758  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 R4{2+q=0  
    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 e(cctC|l  
    oE}1D?3Sp  
    wJip{  
    .pZwhb  
    设置孔径光阑 [E+#+-n7  
    WS 输入 vV8}>  
    APS  -9 6tVB}UKs  
    CSTOP m3,i{  
    WAP  2 |+%K89W  
    +`zM^'^$  
    修改优化宏
    rk `x81  
    VHJOj  
    g9g^zd,  
    保留真实光阑 n>{ >3?  
    X2~>Z^, U  
    kP3'BBd,  
    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, *G^ QS"%  
    KnKV+:"  
    iphe0QE[#}  
    最终结构数据
    52=?! JM  
    vk&C'&uV9@  
    最终结果的指标
    b k 30d  
    =JY9K0S~  
    4 QD.'+ L  
    Q u{#4qToA  
    畸变图像和数据
    #)z_TM07P  
    5 ^+> *z  
    d?S7E q9`  
    照度
    4gzrxV  
    crG+BFi  
    #}3$n/  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 HsO4C)/  
     
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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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