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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程七十二:车载镜头初始结构设计及优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-22
    确定设计目标参数,以下为本次设计的目标: z >vzXM  
    光学参数: bU=!~W5  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 '%V ;oJ"  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) ;QW6Tgt11  
    像素大小  3.5um x 3.5um "2 ma]Ps  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm 0+;.T1?  
    焦距  待定 :De}5BMy  
    FN  ≤2 el.;T*Wn  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) YQ 4;X8I`r  
    总长  14-16mm c3P  
    MTF  0视场  200LP/mm 8G1Tpn  
            0.7视场  142LP/mm 5ts8o&|   
    畸变  <12.5% {]] nQ  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% _I&0HRi  
               y'=2.240mm   ≧70.0% 0D/j2cT("k  
    CRA  8.0° so8isDC'9  
    有效波长  400nm~700nm C:_!zY'z  
    最大直径  15.5mm hqFK2 lR  
    广角前端
    r=s ,Ath  
    '-4);:(^  
    DSEARCH 搜索宏
    TPq5"mco  
    搜索宏请评论区留言获取代码 I &YYw8&  
    Up*p*(d3  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 I^[R]Js  
    TW Qf2  
    6BFtY+.y  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ]b.@i&M  
    C "<l}  
    SBAq,F'  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 ,@khV  
    模拟退火(50,2,50 zr\I1v]?1#  
    查看畸变,没达到指标。 6*S|$lo9B  
    Q68&CO(rE  
    添加10阶非球面高阶项系数
    \Z ] <L  
    v~?d7p {  
    PANT部分加入 ul?'kuYk  
    VY    5 G   10 S@z$,}Yc`<  
    VY    6 G   10 f /&Dy'OV7  
    VY    7 G   10 }7IS:"tu  
    VY    8 G   10 R4_4FEo  
    VY    9 G   10 Um4 }`  
    VY   10 G   10 ,6}HAC $  
    VY   11 G   10 C^aP)& qt  
    VY   12 G   10 AVOzx00U  
    VY   13 G   10 %njX'7^u  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    G>M# BuU  
    *,%H1)Tj}  
    并在优化宏 AANT 中加入 bguhx3s  
    M 2.24 1 A P YA 1 d~D<;7M XJ  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 tU}CRh  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 q<@f3[A  
    M 1.568 1 A P YA .7 14]!LgH  
    \%KJ +PJ  
    M 0.896 1 A P YA .4 &[3 xpi{v  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 NC>rZS]  
    得到的结构
    e/6WhFN #  
    fYuJf,I[f  
    PM=Q\0  
    k*J}/HO  
    查看 MTF ,没有达到指标 ]N*q3y|)  
    'D1 T"}  
    添加16阶非球面高阶项系数
    54JZEc  
    z. VuY3  
    PANT 部分加入 SJ6lI66OX  
    VY    5 G   16 );kO2 7dg  
    VY    6 G   16 J*-m!0 5  
    VY    7 G   16 )r~$N0\D  
    VY    8 G   16 >5% o9$|z  
    VY    9 G   16 eZ[CqUJ&  
    VY   10 G   16 qmdl:J|?  
    VY   11 G   16 jJQ6]ucwa  
    VY   12 G   16 Cl7IP<.  
    VY   13 G   16 0F8y8s  
    VY   14 G   16 7 }4T)k(a  
    同时注释掉所有 GSO GNO D(Pd?iQIO  
    c+f~>AaI  
    优化 MTF
    JX7_/P  
    L~"~C(g  
    AANT 部分加入以下指令 >~){KV1~  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X -;a}'1HOE  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X IiHl"2+/  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y /1zi(z   
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X g;i>nzf  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y G!RbM.6  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X "A~\$  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y "diF$Lj  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X rZLTai}`>  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y 4`o_r%   
    运行优化并模拟退火(50,2,50 Gw:8-bxS  
    ()6(eRGJ  
    得到的结构 +7U$qEG  
    E y1mlW  
    查看畸变
    D.kLx@Z  
    \sEq r)\k  
    查看技术指标
    %E}f7GT 4  
    )'?3%$EM  
    查看 MTF 和相对照度 z2vrV?:  
    %"r3{Hs  
    Obgn?TAVX  
    (n;#Z,  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    V2Q2(yvdJ  
    -Ob'/d5&  
    在优化宏中添加优化照度的指令,同时加入指令保持主光线角度 m Y*JNx  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 U$Z)v1&{  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 8)\Td tBf9  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 sMlY!3{I x  
    再把 GSHEAR 的权重增加 &m&Z^CA  
    ,j>A[e&.  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 L:nZ_O;  
    按上述步骤逐步添加优化指令,逐步多次进行优化退火之后得到的结构: ekND>Qjj  
    : KhAf2A  
    插入真实光阑
    .aV#W@iyK  
    H:Y?("k  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 sgu#`@o  
    WS 窗口点击插入表面,在光路中间插入一个虚拟表面作为光阑 ghq[oK  
    ,#W>E,UU  
    S+ gzl#r  
    X:+lD58  
    设置孔径光阑 Clr~:2g\  
    WS 输入 piIj t  
    APS  -9 fQ33J>  
    CSTOP 1 41@$mMzE  
    WAP  2 P&@ 2DI3m  
    B*!{LjXV  
    修改优化宏
    EVZuwbO)|  
    |(G^3+5Uwm  
    L lOUK2tZ  
    保留真实光阑 zO)A_s.6K  
    g\^7Q  
    @px2/x  
    增大优化畸变的权重,运行优化并模拟退火(50,2,50)最后的结构, i,|2F9YH  
    TR}ztf[e  
    Ox9WH4E  
    最终结构数据
    Q{-T;T  
    8 :B(}Y4K  
    最终结果的指标
    V| 9<*  
    m%au* 0p  
    :j feY  
    K,_d/(T4  
    畸变图像和数据
    6+`+$s0  
    Iow45R~]  
    ZyAm:yO  
    照度
    K;j}qJvsb  
    <4UF/G)  
    zv/owK  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 6WUP#c@{  
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