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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程七十八:短焦距水下广角监控镜头设计 [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: 2024-07-15
    随着生活水平的提高,人们对自身安全越来越重视,安防监控领域也随之发展,监控镜头被广泛用于大家的生产和生活当中。在安防项目里,广角摄像机体现出了它强大的优势,能够轻松实现同一时间监控更大的区域。 *][`@@->  
    (y'hyJo  
    同时,由于湖泊海洋研究者、水产养殖者对水域监控的需求,水下镜头的研究也在不断发展。与陆地镜头相比,水下监控镜头面临着光线被水吸收、水下杂质对光产生强烈散射等各类问题,这些都会影响镜头最终的成像结果。 Ep_HcX`  
    Z{.8^u1I  
    DPY}?dC  
    现在的水下镜头以视场角小、总长大为主,而在此给出一个短焦距水下广角镜头的案例: @)+AaC#-  
    1. 波段:VIS &<g|gsG`  
    2. FNUM=2.33 &, vcJ{.  
    3. 视场角:2w=92° `cn#B BV  
    4. 焦距:f=12 3d8L6GJ  
    5. 总长:VL≤65 ;<Sd~M4f  
    Ufj`euY  
    设计流程: 1.JK3 3  
    ;1W6G=m  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE  'c&Ed  
    \&:nFb%=  
    对应镜头文件:后缀为rle g9pZ\$J&  
    .<?GS{6 N  
    将案例设计目标输入DSEARCH中,synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构,从中选取一个作为初始结构进行后续优化 ? V1*cVD6i  
    ;a!S!% .h  
    查看初始结构发现像质较差,我们可以在优化宏窗口中输入AAA 4,插入四片非球面来进行改善。 udH7}K v  
    v~+(GqR=+  
    A|[?#S((]  
    选择默认的评价函数,对其一阶特性、F数等参数进行优化,同时控制边缘厚度、中心厚度,进行模拟退火以达到全局最小值,结果如下图。 `RT>}_j  
    4KAZ ':  
    ]#<4vl\  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 PQt")[  
    f5"k55}  
    f)rq%N &  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 ]! &FKy  
    tFn)aa~L  
    (#c*M?g3  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 &E F!OBR  
    F;EwQjTF  
    9=M$AB  
    当所有视场的MTF曲线都呈现良好结果时,在命令窗口输入 MRG ,插入真实玻璃,选择成都光明玻璃库。 Q}JOU  
    I|!OY`ko  
    c ]-<vkpV  
    5I;&mW`1,`  
    N% B>M7-=  
    最后结果图如下: ODN /G%l  
    s) t@ol  
    wm@@$  
    `hm-.@f,9  
    ",t?8465y  
    查看各项参数,达到设计要求。 s^TZXCyF o  
    \K{ z  
    3*bU6$|5FP  
    =*.~BG  
    ]A `n( "%  
    至此,短焦距水下广角镜头的初步设计完成。各位读者可以自行尝试本案例的搭建,也可以尝试通过缩短总长,减少非球面数来设计更优秀的镜头结构,感谢阅读。 @bLy,Xr&  
     
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