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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。 HcIJ&".~  
    B(Yg1jAe  
    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。 /~'C!so[v  
    Hb*Z_s  
    X8Z) W?vu  
    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: wX)'1H):T  
    1. 波段:VIS vaF1e:(  
    2. FNUM=2.33 " J9  
    3. 视场角:2w=92° jGo%Aase  
    4. 焦距:f=12 0-uj0"r`  
    5. 总长:VL≤65 xSN;vrLHR  
    DI8I'c-P  
    设计流程: 0o$RvxJ  
    ?@@$)2_*u  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE &M@ .d$<C  
    ,X_3#!y  
    对应镜头文件:后缀为rle ru`7iqcz  
    Ux',ma1JK  
    将案例设计目标输入DSEARCH中,synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构,从中选取一个作为初始结构进行后续优化 geK;r0(f  
    C {*?  
    查看初始结构发现像质较差,我们可以在优化宏窗口中输入AAA 4,插入四片非球面来进行改善。 {'zS8  
    gnN>Rl 5_  
    Y S7lB  
    选择默认的评价函数,对其一阶特性、F数等参数进行优化,同时控制边缘厚度、中心厚度,进行模拟退火以达到全局最小值,结果如下图。 UUWRC1EtI  
    *bpN!2  
    _Ml?cT/J.O  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 ?& :N|cltD  
    ^n~Kr1}nj  
    BDfMFH[1  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 4ZUtK/i+r  
    oO[eer_S-  
    :K~@JlJd  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 *sp")h#Z  
    ~H\P0G5GA  
    SPb`Q"  
    当所有视场的MTF曲线都呈现良好结果时,在命令窗口输入 MRG ,插入真实玻璃,选择成都光明玻璃库。 U*K4qJ6U  
    M)K!!Jqh  
    c(Y~5A{TXO  
    a+z>pV|  
    gLt6u|0q  
    最后结果图如下: +/$&P3  
    ]E"J^mflGK  
    $G0e1)D  
    JQ}4{k  
    lv] U)p  
    查看各项参数,达到设计要求。 ZJbaioc\  
    5D/Td#T04  
    4V[(RXc/  
    ;FwUUKj  
    iDDq<a.A  
    至此,短焦距水下广角镜头的初步设计完成。各位读者可以自行尝试本案例的搭建,也可以尝试通过缩短总长,减少非球面数来设计更优秀的镜头结构,感谢阅读。 V+sZ;$  
     
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