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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: ,|h)bg7.  
    光学参数: NxA)@9Q  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 CU)|-*uiK  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) >V$ Gx>I  
    像素大小  3.5um x 3.5um ,xfO;yd  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm k{I 01  
    焦距  待定 1:M@&1L Yp  
    FN  ≤2 CAD@XZSh  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) B9,^mE#  
    总长  14-16mm F?-R$<Cn2~  
    MTF  0视场  200LP/mm ~Z'w)!h  
            0.7视场  142LP/mm 8|%^3O 0X  
    畸变  <12.5% ~j9O$s~)  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% j+-P :xvP  
               y'=2.240mm   ≧70.0% .2) =vf'd  
    CRA  8.0° p-SJ6Gg 9  
    有效波长  400nm~700nm _zWfI.o  
    最大直径  15.5mm /Q{P3:k  
    广角前端
    Np+&t}  
    \Ae9\Jp8M  
    DSEARCH 搜索宏
    [*:6oo98'  
    搜索宏请评论区留言获取代码 $~;D9  
    *%/~mSx  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 ^Yj xeNY  
    fw6UhG  
    \>QF(J [8  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ',^+bgs5  
    Y!J>U  
    ,#?uJTLH  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 d;mx<i=/  
    模拟退火(50,2,50 \*f;Xaa  
    查看畸变,没达到指标。 !V 2/A1?  
    mtz#}qD66  
    添加10阶非球面高阶项系数
    UFAL1c<V  
    \;u@"  
    PANT部分加入  ,Uhb  
    VY    5 G   10 V'*~L\;pU  
    VY    6 G   10 a2Pf/D]n  
    VY    7 G   10 I`KQ|h0%  
    VY    8 G   10 %\|'%/"`2(  
    VY    9 G   10 l<0}l^C.  
    VY   10 G   10 `K~AhlJUQ  
    VY   11 G   10 s, k  
    VY   12 G   10 yeDsJ/L  
    VY   13 G   10 ,to+oSZE  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    Tou/5?# %e  
    ;{h CF  
    并在优化宏 AANT 中加入 !l]dR@e  
    M 2.24 1 A P YA 1 >{\7&}gz  
    M 2.016 1 A P YA 0.9  <1%f@}+8  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 e@:sR  
    M 1.568 1 A P YA .7 ^j-3av=  
    ^P151*=D  
    M 0.896 1 A P YA .4 H"ZZ.^"5FV  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 M9zfT !-  
    得到的结构
    sBrI}[oyx  
    2{|h8oz  
    3gd&i  
    J{^RkGF  
    查看 MTF ,没有达到指标 Xp0F [>h  
    M%jPH  
    添加16阶非球面高阶项系数
    V3 ~~  
    a5a($D  
    PANT 部分加入 5j~$Mj`  
    VY    5 G   16 P#=`2a#G  
    VY    6 G   16 `{qG1  
    VY    7 G   16 @v}/zS  
    VY    8 G   16 8\:NMP8W\  
    VY    9 G   16 Y>'|oygHA  
    VY   10 G   16 ^Q+g({  
    VY   11 G   16 Yw#2uh  
    VY   12 G   16 y+7w,m2  
    VY   13 G   16 pb~pN  
    VY   14 G   16 g<~Cpd  
    同时注释掉所有 GSO GNO )7h$G-fe  
    9K1oZ?)_z  
    优化 MTF
    fW?o@vlO  
    ..rOsg{  
    AANT 部分加入以下指令 VkZ7#  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X 72'5%*1  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X >$4d7.^hb/  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y I_RsYw  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X ,c NLkoN  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y h<$MyN4]g  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X =ZqT3_  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y 6i}iAP|0  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X 7Hs%Cc"  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y S\;V4@<Kn  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 :Y[LN  
    '3g[]M@M  
    得到的结构 55z]&5N  
    4ecP*g  
    查看畸变
    '*3h!lW1.  
    ?"g!  
    查看技术指标
    >rf'-X4n  
    OLE[UXD-E  
    查看 MTF 和相对照度 D|{jR~J)xK  
    >Z5gSs0  
    DP|D\+YyYA  
    4q k9NK2 U  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    *6 >.!&  
    Om5Y|v"*  
    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 , 'u W*kx  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 @<elq'2  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 }|pwz   
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 cH&J{WeZa  
    再把 GSHEAR 的权重增加 r[*Vqcz  
    0.@&_XTPl  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 \RG8{G,  
    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: 5;YMqUkw  
    =o$sxb E(  
    插入真实光阑
    o6uJyCO  
    6}FP  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 W>j!Q^?  
    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 }F#okU  
    6 |PrX L&  
    xjKR R?  
    fR(d  
    设置孔径光阑 0|{u{w@!`  
    WS 输入 TOB]IrW  
    APS  -9 # mV{#B=  
    CSTOP Q|#W#LV,K  
    WAP  2 AT2nVakL  
    f,kZ\Ia'r  
    修改优化宏
    +nJgl8'^y  
    &B6Ep6QS  
    (KDD e}f  
    保留真实光阑 iT2B'QI=<  
    ~T1 XLu  
    n $$SNWgM  
    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, +JjW_Rl?=V  
    pHLB= r  
    w5Y04J  
    最终结构数据
    K/IWH[  
    Ab{ K<:l  
    最终结果的指标
    E87Ww,z8  
    H|3:6x  
    `erV$( M  
    jIC_[  
    畸变图像和数据
    old(i:2  
    fSK]|"c  
    `4=^cyt+  
    照度
    (|klSz_4LM  
    ChGYTn`X   
    _`&m\Qe>  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 X=5xh  
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