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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: 07-22
    确定设计目标参数,以下为本次设计的目标: ]w-W  
    光学参数: X`E}2|q'  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 :$X dR:f}}  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) #{)mr [c|  
    像素大小  3.5um x 3.5um nhm#_3!6A  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm H-m).^  
    焦距  待定 a9 S&n5  
    FN  ≤2 -@'RYY=  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) `i~J0#P  
    总长  14-16mm $`C$|9S  
    MTF  0视场  200LP/mm =@P(cFJ/  
            0.7视场  142LP/mm CX {M@x3m  
    畸变  <12.5% m60hTJ?N)  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% oq>jCOVh  
               y'=2.240mm   ≧70.0% ?WS.RBe2  
    CRA  8.0° o/RGzPR  
    有效波长  400nm~700nm iP^[xB~v  
    最大直径  15.5mm /Vv)00  
    广角前端
    S@,x^/vT  
    G" (ck4  
    DSEARCH 搜索宏
    1iM(13jW  
    搜索宏请评论区留言获取代码 -)ri,v{:c  
    S~g "  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 QNcl    
    `RqV\ 6G+  
    jfa<32`0E  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ' #t1e]  
    uE#i3( J  
    `;Fs  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 z5f3T D6,  
    模拟退火(50,2,50 7Z81+I|&8  
    查看畸变,没达到指标。 |Y+[_D}  
    4J[csU  
    添加10阶非球面高阶项系数
    fL&e^Q  
    ?/Aql_?3  
    PANT部分加入 eTtiAF=bW  
    VY    5 G   10 K}LF ${bS  
    VY    6 G   10 p,)pz_M  
    VY    7 G   10 SR/ "{\C  
    VY    8 G   10 o107. s  
    VY    9 G   10 HhTD/   
    VY   10 G   10 sR$/z9w  
    VY   11 G   10 vb\R~%@T,  
    VY   12 G   10 {~=gKZ:-@  
    VY   13 G   10 ev yA#~o  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    ~?lmkfy  
    z&|sks7  
    并在优化宏 AANT 中加入 x Sv@K5"8!  
    M 2.24 1 A P YA 1 ':T"nORC  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 xl@  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 E{B40E~4  
    M 1.568 1 A P YA .7 *&F~<HC2+  
    )x&>Cf<,  
    M 0.896 1 A P YA .4 8{-bG8L> 5  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 /.1h_[K]  
    得到的结构
    [sG!|@r  
    _M[T8"e(  
    k/%n7 ;1  
    be&,V_F  
    查看 MTF ,没有达到指标 1,sD'iNb  
    !ma'*X  
    添加16阶非球面高阶项系数
    2{-'`l fM%  
    !~f!O"n)3r  
    PANT 部分加入 MSS0Sx<f  
    VY    5 G   16 a#P{[  
    VY    6 G   16 z Q11dLjs  
    VY    7 G   16 0hju@&Aa  
    VY    8 G   16 qH*Fv:qnM  
    VY    9 G   16 iD!]I$  
    VY   10 G   16 nnnq6Z}  
    VY   11 G   16 7Dx <Sr!  
    VY   12 G   16 h@(S];.  
    VY   13 G   16 ;rh@q4#  
    VY   14 G   16 O<qo%fP  
    同时注释掉所有 GSO GNO 8>V)SAI'  
    oOy_2fwZPp  
    优化 MTF
    #j${R ={  
    Ha20g/ UN.  
    AANT 部分加入以下指令 +# tmsv]2  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X lhx]r}@'MC  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X \MFjb IL  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y g E;o_~  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X . ,n>#lL  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y /%T d(  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X %$SO9PY  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y *z\L  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X si3@R?WR6*  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y %u02KmV.  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 AtW<e;!0te  
    xsdi\ j;n>  
    得到的结构 \#)w$O  
    ju?D=n@i  
    查看畸变
    6.g k6  
    $y+Bril5W  
    查看技术指标
    )Fh5*UC  
    _V-pr#lP1  
    查看 MTF 和相对照度 ,[<+7  
    B1Cu?k);.  
    ww$Ec  
    z;ko )  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    H^C$2f  
    ORP-@-dap  
    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 uiIS4S_  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 w [7vxQ!-  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 tEHgQto  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 dw]jF=u  
    再把 GSHEAR 的权重增加 $ z 5  
    Sn!5/9Y  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 Ea\Khf]2  
    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: sW]fPa(cn,  
    IG=#2 /$  
    插入真实光阑
    B(h%>mT[  
    -{rUE +  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 MGE8S$Z  
    WS 窗口点击插入表面,在光路中间插入一个虚拟表面作为光阑 _/`H<@B_U  
    /[RO>Z9  
    ==)q{e5  
    (N :vDq'  
    设置孔径光阑 u</LgOP`-  
    WS 输入 UY$Lqe~  
    APS  -9 U/l3C(bc!  
    CSTOP %$ CV?K$C  
    WAP  2 dNfME*"yN  
    DA wUG  
    修改优化宏
    'sT7t&v~  
    &Y3 r'"  
    {IA3`y~  
    保留真实光阑 @[. 0,  
    e'0BP,\f_}  
    H4"'&A7$  
    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, 7/b\NLeJ'  
    5l[&-: (Lh  
    zVyMmw\  
    最终结构数据
    Sahz*f  
    b:t|9 FE%  
    最终结果的指标
    iininITOS{  
    ' >R?8Y  
    <b#1L  
    H=v=)cUe[  
    畸变图像和数据
    zW9/[Db  
    VtnVl`/]  
    R;3n L[{U  
    照度
    S-%itrB*  
    $QB/n63  
    8$`$24Wx  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 It:,8  
     
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