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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。 nY(>|!  
    .FUws  
    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。 KU,K E tf  
    #CKPNk c  
    kev|AU (WX  
    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: ^0A}iJL  
    1. 波段:VIS sT.;*3{  
    2. FNUM=2.33 cM&5SyxiuE  
    3. 视场角:2w=92° 2'O2n]{  
    4. 焦距:f=12 2$=U#!OtU  
    5. 总长:VL≤65 Q]j [+e  
    +ZH-'l  
    设计流程: j8k5B"  
    V<X[>C'  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE oNW.-gNT  
    }DH3_M!  
    对应镜头文件:后缀为rle T: zO9C/  
    5`su^  
    将案例设计目标输入DSEARCH中,synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构,从中选取一个作为初始结构进行后续优化 Z(Styn/x  
    ~s.~X5  
    查看初始结构发现像质较差,我们可以在优化宏窗口中输入AAA 4,插入四片非球面来进行改善。 W?y7mw_S  
    e/+_tC$@p@  
    |wF_CZ*1  
    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。 @.IGOh  
    MBy0Ky  
    p mv6m  
    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。 Ir%L%MuR]  
    "Zk# bQ2j  
    7Mx F? I  
    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。 >Z0F n  
    Y"Y%JJ.J  
    _=,\uIrk  
    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。 F"p7&e\W|l  
    )OjTn"  
    ?D 8<}~Do  
    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。 JmMB=} <  
    b02V#m;Z  
    2x PkQOj3  
    g]kM7,/M  
    g.L~Z1-  
    最后结果图如下: isU7nlc!  
    -cDS+ *[  
    91I6-7# Xt  
    d|I_SI1  
    G =`-w  
    查看各项参数,达到设计要求。 xIt'o(jQH  
    O} #Ic$38  
    b/#SkxW#S  
    Q{+*F8%8V<  
    E6 g]EE  
    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。 y!z2+q2  
     
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