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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。 AN8`7F1  
    1PVtxL?1P  
    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。 LrM=*R h,O  
    lYVz 3p  
    "7'J &^|  
    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: y&q*maa[  
    1. 波段:VIS ([\  
    2. FNUM=2.33 %GjM(;Tk  
    3. 视场角:2w=92° TN!j13,  
    4. 焦距:f=12 n$x c];j  
    5. 总长:VL≤65 [R(`W#W  
    D0&,?  
    设计流程: X^}I-M%{m  
    bv]`!g: C  
    初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE :|V$\!o'U  
    &S{RGXj_  
    对应镜头文件:后缀为rle L[oui,}_  
    @Owb?(6?  
    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。 dt \TQJc~  
    y I HXg#  
    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。 V+* P2|  
    gp};D  
    :1cV;gJ  
    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。 [YRz*5   
    $UMFNjL  
    |%F=po>w  
    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。 5,3'=mA6  
    >:AARx%  
    |{BIHgMh  
    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。 8 ##-EN;ag  
    0Is,*Srr  
    !O+) sbd<  
    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。 lGV0 *Cji  
    3c#BKHNC  
    q-[@$9AS  
    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。 m'Amli@[  
    nW PF6V>  
    wxR,OR  
    b*;Si7-  
    j`JMeCG=Ee  
    最后结果图如下: $:=A'd2  
    0[R L>;D:  
    4,bv)Im+ `  
    54gBJEhg  
    [>+4^&  
    查看各项参数,达到设计要求。 hv`~?n)D66  
    )JDs\fUE  
    6*PYFf`  
    qW$<U3u}  
     A sQ)q  
    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。 6_J$UBT  
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