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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。 cVL|kYVWT  
    2WFZ6  
    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。 ;6[6~L%K}  
    j0; ~2W#G*  
    `HXv_9  
    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: %N<5ST>(  
    1. 波段:VIS CMW4Zqau*  
    2. FNUM=2.33 n*wQgC'vw  
    3. 视场角:2w=92° K%\r[NF  
    4. 焦距:f=12 a- rR`  
    5. 总长:VL≤65 rBTg"^jsw  
    +yWD>PY(  
    设计流程: e,e(t7c?d  
    rtJER?A  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE dnoF)(d&Cm  
    018SFle  
    对应镜头文件:后缀为rle [StnKQ?"wz  
    oR2?$KF   
    将案例设计目标输入DSEARCH中,synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构,从中选取一个作为初始结构进行后续优化 fOHbgnL>  
    VRQ`-#  
    查看初始结构发现像质较差,我们可以在优化宏窗口中输入AAA 4,插入四片非球面来进行改善。 g&xj(SMj-$  
    6-_g1vq  
    I$t8Ko._"  
    选择默认的评价函数,对其一阶特性、F数等参数进行优化,同时控制边缘厚度、中心厚度,进行模拟退火以达到全局最小值,结果如下图。 h{^v756L  
    `5?0yXK  
    }h45j84)  
    一阶特性基本达到要求后,对其像质进行优化。查看其三阶像差,发现其畸变与像散较高,且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化,直到三阶像差数值降到小数点后一位。 )tI^2p{  
    vYm:V:7Y2  
    T:@6(_Z  
    像差优化完成后,开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化,并保留对F数及畸变的约束,并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 >^jBE''  
    1Z< ^8L<  
    lfHN_fE>Mq  
    此时,MTF曲线还有0视场的结果比较差,更改为评价函数10,使用GSHEAR,继续进行优化和模拟退火。 \DQu!l@1U  
    {fACfSW6  
    2j%=o?me^p  
    当所有视场的MTF曲线都呈现良好结果时,在命令窗口输入 MRG ,插入真实玻璃,选择成都光明玻璃库。 o{,I O!q  
    hi!A9T3%}M  
    z1Ieva]  
    u>fMO9X} 2  
    HRyFjAR\?  
    最后结果图如下: 6^LXctW.  
    &>Ve4!i q  
    UXBWCo;-  
    dXh[Ea^  
    aKriO  
    查看各项参数,达到设计要求。 )hrsA&1w  
    M/p9 I gp  
    ,yGbMOV  
    &<e18L 7a  
    Z8$BgP  
    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。 >SDQ@63E?  
     
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