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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: <w A_2S Y  
    光学参数: (Zn\S*_@/  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 hh{liS% 10  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) e8#3Y+Tc  
    像素大小  3.5um x 3.5um {!S/8o"]  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm JQCwI`%i  
    焦距  待定 !(~>-;A8  
    FN  ≤2 h ^c'L=dR  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) `sXx,sV?B  
    总长  14-16mm 9%wppNT/  
    MTF  0视场  200LP/mm W7 E-j+2  
            0.7视场  142LP/mm i@6 /#  
    畸变  <12.5% !< )_ F  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% &Y>u2OZ  
               y'=2.240mm   ≧70.0% R}VL UL$  
    CRA  8.0° D^~g q`/)  
    有效波长  400nm~700nm }X?*o `sW  
    最大直径  15.5mm LNb![Rq  
    广角前端
    Rt|Hma  
    ww2Qa-K  
    DSEARCH 搜索宏
    w~&]gyf  
    搜索宏请评论区留言获取代码 f#t^<`7  
    m0,9yY::wj  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 6. jZy~  
    O+$70   
    LA+MX 0*  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: gK(4<PO'  
    dNobvK  
    iQF}x&a<  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 a\w | tf  
    模拟退火(50,2,50 bM-Rj1#Lo  
    查看畸变,没达到指标。 E-D5iiF  
    _XZ=4s  
    添加10阶非球面高阶项系数
    \_E.%K  
    -Tx tX8v  
    PANT部分加入 %np#Bv-L  
    VY    5 G   10 ar|[D7Xrq\  
    VY    6 G   10 (0Cszm.  
    VY    7 G   10 ,LZ:y1z'V-  
    VY    8 G   10 L'Zud,JKg  
    VY    9 G   10 d@tr]v5 B  
    VY   10 G   10 l'T0<  
    VY   11 G   10 <^Tj}5 )n  
    VY   12 G   10 ^Q>*f/.KN  
    VY   13 G   10 F21[r!3  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    s>\g03=  
    pG6-.F;  
    并在优化宏 AANT 中加入 BT3O_X`u  
    M 2.24 1 A P YA 1 ntV >m*^  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 D 8Rmxq!  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 LDeVNVM  
    M 1.568 1 A P YA .7 E+zn\v  
    :$aW@?zAY  
    M 0.896 1 A P YA .4 S(i(1Hs.  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 |sa7Y_  
    得到的结构
    C4tl4df9  
    e,&%Z  
    7V (7JV<>  
    (dF;Gcw+  
    查看 MTF ,没有达到指标 g{hA,-3  
    }dJ ~Iy  
    添加16阶非球面高阶项系数
    %n25Uq  
    ;|QR-m2/  
    PANT 部分加入 QV$dKjMS  
    VY    5 G   16 q&Wwt qc9  
    VY    6 G   16 K)&XQ`&  
    VY    7 G   16 uk  f\*  
    VY    8 G   16 [E (M(w':  
    VY    9 G   16 X#,[2&17Fh  
    VY   10 G   16 \C#b@xLnX  
    VY   11 G   16 ' u};z:t  
    VY   12 G   16 #.+*G`m  
    VY   13 G   16 jA4v?(AO}#  
    VY   14 G   16 D{c>i`\G  
    同时注释掉所有 GSO GNO $Wzv$4;  
    Y0O<]2yVx  
    优化 MTF
    !a(qqZ|s  
    *9Js:z7I  
    AANT 部分加入以下指令 S\g7wXH  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X 5qQ(V)ah  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X n UCk0:{  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y 9c}]:3#XO  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X b[o"Uq@8?  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y >ha Ixs`9  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X 1vK(^u[  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y ku9F N  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X C%?D E@k  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y a~>0JmM+N  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 #'Y6UGJ\n  
    }_:#fE  
    得到的结构 MQH8Q$5D  
    |ezO@  
    查看畸变
     Ox*T:5  
    sFM>gG  
    查看技术指标
    S%s|P=u  
    'A(-MTd%  
    查看 MTF 和相对照度 |DPpp/  
    X:-bAu}D  
    }:l%,DBw  
    obc^<ZD]  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    .y_bV=  
    YSz$` 7i  
    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 xKLcd+hCZ  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 *o\Y~U-so  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 2X;0z$  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 b, **$  
    再把 GSHEAR 的权重增加 2N8sq(LK{  
    ;7^j-6  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 `Y({#U  
    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: ^AjYe<RU}  
    '"fU2M<.  
    插入真实光阑
    ? ]:EmP  
    awSS..g}L  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 $s(4?^GP  
    WS 窗口点击插入表面,在光路中间插入一个虚拟表面作为光阑 y7IbE   
    iMeRQYW  
    a2=uM}Hsp  
    {L-aXe{  
    设置孔径光阑 L!b0y7yR  
    WS 输入 {{[jC"4AY  
    APS  -9 k1Mxsd  
    CSTOP ~iR!3+yg4  
    WAP  2 )av'u.]%c  
    0jJ28.kOp  
    修改优化宏
    -}qGb}F8!  
    XG\a-dq[  
    b^l -*4  
    保留真实光阑 6v2RS  
    2*FWIHyf  
    ?(NT!es  
    增大优化畸变的权重,运行优化并模拟退火(50,2,50)最后的结构, vu'!-K=0  
    +?5Uy*$  
    q%kj[ZOY$]  
    最终结构数据
    i h$@:^\  
    lfpt:5a9&  
    最终结果的指标
    Eagmafu  
    z Jo#3  
    At[n<8_|  
    %L\{kUam  
    畸变图像和数据
    D@r n@N  
    8T.5Mhx0jS  
    sRe#{EuJ  
    照度
    Q1ABnacR  
    F<oc Y0=9p  
    sAjKf\][  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 mb~=Xyk&  
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