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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。 G@!z$  
    Rg29  
    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。 '2J0>Bla  
    $ E1Tb{'  
    rgIrr5  
    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: Kj=gm .  
    1. 波段:VIS 1,2EhfX|s  
    2. FNUM=2.33 X{Yw+F,j  
    3. 视场角:2w=92° J.*XXM- V  
    4. 焦距:f=12 kg5ev8  
    5. 总长:VL≤65 >(9F  
    )G^TW'9  
    设计流程: `znB7VQ0  
    *E>.)B i  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE ;:&?=d  
    ske@uzAz  
    对应镜头文件:后缀为rle ]7sx;KFv  
    `Y?t@dd  
    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。 A)n W  
    Z{-Lc68  
    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。 xIbMs4'iEx  
    @`u?bnx]e  
    xc 1A$EY  
    选择默认的评价函数,对其一阶特性、F数等参数进行优化,同时控制边缘厚度、中心厚度,进行模拟退火以达到全局最小值,结果如下图。 *ck}|RhR  
    \L!uHAE2a  
    9>m%`DG*  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 qX:B4,|ck  
    =?@Q -(bp  
    |fsm8t<~8  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 u.|~   
    UP1?5Q=H]Q  
    d<p2/aA  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 hP?fMW$V  
    A//?6O Jx?  
    mxTk+j=  
    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。 Aw ^yH+ae  
    #~Q=h`9  
    Go\VfLLw  
    :1fagaPg  
    =6nD0i 9+  
    最后结果图如下: ^t. W|teD  
    J07O:cjyu  
    'E]A.3-Mt  
    0`hwmDiB"  
    x2wg^$F*oO  
    查看各项参数,达到设计要求。 '8`T|2   
    ,cHU) j  
    K!{5 [G  
    W*T{,M@Y  
    z MdC  
    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。 SBKeb|H8  
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