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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。 At4\D+J{Vs  
    )hXTgUZa  
    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。 +*]$PVAFA  
    pOc2V  
    t?4H9~iH  
    现在的水下镜头以视场角小、总长大为主,而在此给出一个短焦距水下广角镜头的案例: LV^^Bd8Ct  
    1. 波段:VIS q[,p#uJ]  
    2. FNUM=2.33 '|[V}K5m/f  
    3. 视场角:2w=92° , ~O>8VbF  
    4. 焦距:f=12 ;7QXs39S  
    5. 总长:VL≤65 ZH_$Q$9  
    ,,gMUpL7_8  
    设计流程: X8$Mzeq  
    t]$n~!  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE ahg:mlaob  
    Fo.Y6/}  
    对应镜头文件:后缀为rle %N*[{j= ^  
    wtY)(k a  
    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 o utJ/~9;  
    ,Vhve'=*2  
    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。  $3^M-w  
    <+oh\y16  
    x#D%3v"l_*  
    选择默认的评价函数,对其一阶特性、F数等参数进行优化,同时控制边缘厚度、中心厚度,进行模拟退火以达到全局最小值,结果如下图。  GfE>?mG  
    _x,X0ncv]@  
    pCs3-&rI3  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 S4x9k{Xn  
    9\_AB.Z:  
    #'_#t/u  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 @N4_){s*  
    {aY) Qv}  
    gyw=1q+  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 y2jv84 M  
    DM^0[3XuV5  
    '~D4%WKT  
    当所有视场的MTF曲线都呈现良好结果时,在命令窗口输入 MRG ,插入真实玻璃,选择成都光明玻璃库。 (,U|H`  
    d4S4 e  
    !9;m~T7.  
    >G6kF!V  
    wk|+[Rl;L  
    最后结果图如下: o08WC'bX  
    4X+xh|R:U  
    v-}f P  
    L 4j#0I]lq  
    4&mY-N7A  
    查看各项参数,达到设计要求。 oy^-?+   
    IVNH.g'  
    gNB+e5[; 2  
    /ox7$|Jyr  
    :#YC_ id  
    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。 ,HZ%q]*:~  
     
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