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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 正序阅读 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。 Ey% KbvNv  
    KW/LyiP#  
    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。 k; >Vh'=X  
    h4Xz"i{z  
    1u"#rC>7.4  
    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: ^U##9KkP  
    1. 波段:VIS L%+mD$@u  
    2. FNUM=2.33 AcHeZb8b  
    3. 视场角:2w=92° ;9LOeH?  
    4. 焦距:f=12 e'->Sg  
    5. 总长:VL≤65 3i~X`@$k>  
    V>D}z8w7  
    设计流程: )y{:Uc\4!  
    O=6[/oc '  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE D@kf^1G  
    -A zOujSS  
    对应镜头文件:后缀为rle x"r,l/gzy  
    3-'3w,  
    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 MjWxfW/  
    (T%Ue2zlY  
    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。 $9@AwS@Uu  
    P3nBxw"  
    s+(@UUl  
    选择默认的评价函数,对其一阶特性、F数等参数进行优化,同时控制边缘厚度、中心厚度,进行模拟退火以达到全局最小值,结果如下图。 ,T$ GOjt  
    '8[; m_S  
    ]B$J8.{q0  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 X4{<{D`0t8  
    =2}V=E/85  
    t7Mq>rFB  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 )?pnV":2Y  
    6b9J3~d\E  
    ,RW`9+gx  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 LR';cR;  
    .h\Py[h<^  
    D$@2H>.-  
    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。 %k~ezn  
    xP/q[7>#Q  
    hRMya#%-  
    aNA ]hl  
    K$w;|UJc  
    最后结果图如下: R_\o`v5  
    Cy *.pzCi  
    C|h Uyo  
    #Ge_3^'  
    kW1w;}n$  
    查看各项参数,达到设计要求。 uB#U( jl  
    1z4_QZZ.NG  
    1vxQ`)a  
    !0vLSF=  
    bE{Y K  
    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。 MTKNIv|  
     
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