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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。 zZd.U\"2  
    #)L}{mHLM-  
    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。 papMC"<g$  
    g\B ? |%  
    n"?*"Ya  
    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: iYiTkq  
    1. 波段:VIS SDbkPx  
    2. FNUM=2.33 C6gp}%  
    3. 视场角:2w=92° ;P' 5RCqj  
    4. 焦距:f=12 ; P<h 9(  
    5. 总长:VL≤65 OGW3Pe0Z'  
    `s69p'<;p  
    设计流程: S5gBVGh  
    g'!"klS93  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE ga,kKPL  
    ,dd1/zm  
    对应镜头文件:后缀为rle fJNK@F  
    'Jek< 5  
    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 ]D~Ibv{Y  
    ld"rL6  
    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。 e2fv%  
    "([gN:   
    d %FLk=]  
    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。 3zmbx~| =\  
    +P 9eE,WR  
    7m%12=Im5  
    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。 !Mgo~h"]#  
    5MYdLAjV  
    GwA\>qXw  
    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。 ^?0'\Z  
    $v_&j E  
    iD cYyNE  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 c om4@NK  
    l['p^-I  
    Q(Yn8t  
    当所有视场的MTF曲线都呈现良好结果时,在命令窗口输入 MRG ,插入真实玻璃,选择成都光明玻璃库。 <H#0pFB  
    0$b4\.0>~  
    YvuE:ia  
    MtF^}/0w!`  
    2z$!}  
    最后结果图如下: 0t(c84o5  
    unqUs08  
    ]ZP!y  
    U8gj\G\`  
    K } T=j+  
    查看各项参数,达到设计要求。 db_}][;.c  
    J"S(GL  
    >hSu1s:  
    0;)Q  
    gH,Pz  
    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。 xCWS  
     
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