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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: KL,/2 (  
    光学参数: O Wp%v_y]  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 Elj_,z  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) 2-*V=El  
    像素大小  3.5um x 3.5um iSLGwTdLn  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm :nN1e  
    焦距  待定 CK+d!Eg  
    FN  ≤2 B;6]NCx D  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) ?4H#G)F  
    总长  14-16mm ?tdd3ai>  
    MTF  0视场  200LP/mm VZka}7a  
            0.7视场  142LP/mm ? 8aaD>OR$  
    畸变  <12.5% 7R.Q Ql  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% W<ZK,kv  
               y'=2.240mm   ≧70.0% \2-@'^i  
    CRA  8.0° rHge~nY<  
    有效波长  400nm~700nm ,QIF &  
    最大直径  15.5mm `A$!]&[~|  
    广角前端
    Wm~` ~P  
    g:l.MJT  
    DSEARCH 搜索宏
    uP3_FX: e  
    搜索宏请评论区留言获取代码 P;[OWSR[d  
    u6V/JI}g  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 `?g`bN`Vn  
    EI>6Nh  
    cLa]D[H  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: q#A(gyy  
    sZWaV4  
    J&/lx${  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 f*{ YFg?*&  
    模拟退火(50,2,50 r~-.nb"P  
    查看畸变,没达到指标。 d,vNem-Z*L  
    kv,%(en]  
    添加10阶非球面高阶项系数
     kqYa*| l  
    hf/2vt m  
    PANT部分加入 AUVgPXOwd  
    VY    5 G   10 s`j~-P  
    VY    6 G   10 c}*2$1  
    VY    7 G   10 GDhE[of  
    VY    8 G   10 enNiI$H]`_  
    VY    9 G   10 lU^;Z 6f  
    VY   10 G   10 v0Dq@Q1  
    VY   11 G   10 r"2V  
    VY   12 G   10 4(neKr5\#  
    VY   13 G   10 9Etz:?)b  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    W6T|iZoV"r  
    H7U li]e3  
    并在优化宏 AANT 中加入 hv6@Jr3  
    M 2.24 1 A P YA 1 $8USyGi3J  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 OH^N" L  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 jN-vY<?h]  
    M 1.568 1 A P YA .7 u<q :$  
    o*x*jn:hm  
    M 0.896 1 A P YA .4 l+V,DCE  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 9 3+"D`  
    得到的结构
    _zt1 9%Wg  
    M/?KV9Xk2  
    x^|Vaf  
    I KtB;  
    查看 MTF ,没有达到指标 N"/-0(9[  
    CycUeT  
    添加16阶非球面高阶项系数
    @D-AO_  
    YSJy`  
    PANT 部分加入 +x9cT G  
    VY    5 G   16 id<:p*  
    VY    6 G   16 PkE5|d*,  
    VY    7 G   16 di)*-+  
    VY    8 G   16 B/5=]R  
    VY    9 G   16 A7! g  
    VY   10 G   16  rhpPCt  
    VY   11 G   16 g~7Ri-"  
    VY   12 G   16 yc2/~a_ Gx  
    VY   13 G   16 4L-:*b_v\  
    VY   14 G   16 AM"Nn L"  
    同时注释掉所有 GSO GNO D'Z|}(d&  
    -U<Upn)2  
    优化 MTF
    Tmh(= TB'  
    X1IeSMAe  
    AANT 部分加入以下指令 +,:du*C  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X 9_\'LJ  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X _, ;j7%j  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y ;!o]wHmA  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X 2f U$J>Y  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y xD&^j$Em  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X )!g{Sbl  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y |/g W_;(  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X DjU9 uZT  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y =. y*_Ja  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 d=,%= @  
    2,lqsd:xM  
    得到的结构 +\li*G]:J  
    cPgfTT  
    查看畸变
    f<+ 4rHT  
    ZcuA6#3B  
    查看技术指标
    $Vc~/>  
    st"{M\.p  
    查看 MTF 和相对照度 ?[*0+h`en  
    `cx]e  
    6"c1;P!4   
    /h v4x9  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    :Rs^0F8)c  
    Xtwun  
    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 ;"O&X<BX-  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 bs9aE< j  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 e*+F pW@  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 o!:8nXw  
    再把 GSHEAR 的权重增加 iK?b~Q  
    Z/^  u  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 "cTncL  
    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: MNH1D! }  
    >3awn*N  
    插入真实光阑
    qQ!1t>j+H  
    ;q0uE:^ S  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 b':|uu*/  
    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 ZoKcJA  
    $3Z-)m  
    @!&}}"<  
    .^$YfTabq  
    设置孔径光阑 0Z|FZGRP  
    WS 输入 FWH}j0Gj|  
    APS  -9 >NB?& |  
    CSTOP X=8Y&#%  
    WAP  2 _C\[DR0n  
    ++L?+^h  
    修改优化宏
    ! _2n  
    B2Xn?i3 l  
    H3{GmV8  
    保留真实光阑 K78rg/`  
    2MA]jT  
    Tz2-Bp]h  
    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, qS&%!  
    vK$"# F~  
    T0)"1D<l  
    最终结构数据
    y8VpFa  
    rbT)=-(  
    最终结果的指标
    kt4d; 4n  
    %+ZJhHT  
    &R~n>>c  
    |^28\sm2e  
    畸变图像和数据
    G8W#<1LE  
    %p&k5:4<"#  
    {brMqE>P#  
    照度
    >:=|L%]s;\  
    K/ &?VIi`z  
    }HEvr)v9  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 \:> Wpqw  
     
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    离线tornado
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