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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: "p/j; 6H  
    光学参数: JCPUM *g8  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 f'<Q.Vh<  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) `6[I^qG".  
    像素大小  3.5um x 3.5um b+6"#/s  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm y kW [B  
    焦距  待定 pG34Qw  
    FN  ≤2 o]ag"Q  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) "]m+z)lWd  
    总长  14-16mm  |y h\  
    MTF  0视场  200LP/mm 4-kZJ\]  
            0.7视场  142LP/mm '8 fk+>M  
    畸变  <12.5% 2+cNo9f  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% 1VF    
               y'=2.240mm   ≧70.0% 5aBAr  
    CRA  8.0° ed!:/+3e/  
    有效波长  400nm~700nm ~%/Wupf  
    最大直径  15.5mm m6MO W&  
    广角前端
    /wxE1][.  
    R g?1-|Tj  
    DSEARCH 搜索宏
    PN$X N<  
    搜索宏请评论区留言获取代码 q;fKcblKj  
    OFGsjYLw  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 4<lQwV6=  
    uk9g<<3T  
    -w;(cE  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: & SAH2xR  
    l{:a1^[>y  
    @v}B6j b;  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 k-E{d04-2  
    模拟退火(50,2,50 "c(Sysl.L  
    查看畸变,没达到指标。 =(EI~N  
    R7s|`\  
    添加10阶非球面高阶项系数
    x$wd O  
    O1D6^3w  
    PANT部分加入 xq %{}  
    VY    5 G   10 `gpQW~*R-;  
    VY    6 G   10 R8-^RvG  
    VY    7 G   10 6CC&Z>  
    VY    8 G   10 MlJVeod  
    VY    9 G   10 <]Wlx`=/D  
    VY   10 G   10 vBvNu<v7te  
    VY   11 G   10 j'HkBW:L  
    VY   12 G   10 Kzb`$CGK  
    VY   13 G   10 a`E*\O'd  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    B51kV0  
    16X@^j_   
    并在优化宏 AANT 中加入 Z,c,G2D  
    M 2.24 1 A P YA 1 QC0!p"  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 &[a Tw{2  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 3ta$L"a  
    M 1.568 1 A P YA .7 b@t5`Y-+K  
    T#!lPH :&h  
    M 0.896 1 A P YA .4 #.5vC5  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 m ,>  
    得到的结构
    /u`3VOn  
    #hL*r bpT  
    +'#oz+  
    1ndJ+H0H  
    查看 MTF ,没有达到指标 ~u&|G$1!0  
    'P laMOy  
    添加16阶非球面高阶项系数
    ~|Z'l%<Os  
    %8)W0WMe  
    PANT 部分加入 I,ci >/+b  
    VY    5 G   16 b8BD8~;  
    VY    6 G   16 i3mAfDF  
    VY    7 G   16 ]lS@}W\  
    VY    8 G   16 Y\+KoR' ;  
    VY    9 G   16 R4e&^tI@*  
    VY   10 G   16 ( 0Naf  
    VY   11 G   16 p" `%  
    VY   12 G   16  >0Ev#cX4  
    VY   13 G   16 f+Dn9t  
    VY   14 G   16 T~gW3J  
    同时注释掉所有 GSO GNO X6RQqen3:  
    7ODaX.t->  
    优化 MTF
    uH\kQ9f  
    8 Op.eYe  
    AANT 部分加入以下指令 h4fLl3%H  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X F9XT lA  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X r;iV$Rq !  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y /&Jv,[2kV  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X {.k)2{  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y :DkAQ-<~  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X _qWC4NMF(  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y |G=[5e^s[  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X BH@b1}  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y PI|`vC|yy&  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 %*)2s,8  
    W7UtA.2LT  
    得到的结构 Jm(ixekp  
    I__4I{nI  
    查看畸变
    We`'>'W0  
    R[A5JQ$[  
    查看技术指标
    \gccQig1CJ  
    0jB X5  
    查看 MTF 和相对照度 8&}~'4[b[$  
    'pP-rdx  
    i (HByI  
    $V8vrT#:  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    <>4!XPo%J  
    's@MQ! *  
    在优化宏中添加优化照度的指令,同时加入指令保持主光线角度 6E9N(kFYs  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 A['uD<4b  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 ]1fZupM^6  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 sms1%%~  
    再把 GSHEAR 的权重增加 V,QwN&  
    \~"#ld(x7  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 U6WG?$x  
    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: ]b[,LwB\`~  
    RR>G]#k  
    插入真实光阑
    EI`vVI  
    _J"mR]I+  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 =B5E0x  
    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 ` %' z  
    !p% @Deu  
    b%0BkS*  
    zW'/2W.  
    设置孔径光阑 0K3Hf^>m  
    WS 输入 INLf#  N  
    APS  -9 kMe@+ysL  
    CSTOP |Is'-g!  
    WAP  2 ]Ti$ztJ  
    &d 3HB=x  
    修改优化宏
    %F$N#YG  
    I #l;~a<9z  
    ABWb>EZ8  
    保留真实光阑 2oNV=b[  
    !d4HN.a7+u  
    |(%AM*n  
    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, !V( `ZH  
    *98Ti|  
    my[,w$YM  
    最终结构数据
    </w 7W3F  
    cHn;}l!I  
    最终结果的指标
    FrR9{YTA .  
    wG:$6  
    S_T  
    ZKsQ2"8{M  
    畸变图像和数据
    ,^+#M{Z  
    {F)E\)$G  
    m3%ef  
    照度
    nL\ZId  
    *K!7R2Rat  
    le2/Zs$  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 8 DL hk  
     
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    离线tornado
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