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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: ]%Z7wF</  
    光学参数: ?$0t @E  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 o1)8?h  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) x`VA3nE9  
    像素大小  3.5um x 3.5um fQ_(2+ FM  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm ?$Ii_.  
    焦距  待定 I hPX/P  
    FN  ≤2 L5A?9zum/!  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) % n~ 'UA  
    总长  14-16mm fE,Io3  
    MTF  0视场  200LP/mm <}bF49z  
            0.7视场  142LP/mm 2~RG\JWTA  
    畸变  <12.5% +'!Y[7|9iv  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% J:oAzBFpA  
               y'=2.240mm   ≧70.0% !\/J|~XZ  
    CRA  8.0° \2VYDBi?|  
    有效波长  400nm~700nm Ff{dOV.i  
    最大直径  15.5mm z 3N'Xk  
    广角前端
    %3mh'Z -[f  
    jC_m0Iwc  
    DSEARCH 搜索宏
    DBk]2W|i  
    搜索宏请评论区留言获取代码 ;)rXQm  
    ,8Q&X~$rY  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 #D|n6[Y'.t  
    i;mA|  
    k07pI<a?  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: C] >?YR4  
    go B'C  
    pT'jX^BU  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 C5x*t Q|  
    模拟退火(50,2,50 ;T*o RS  
    查看畸变,没达到指标。 k`h#.B J  
    0=Mu|G|Z  
    添加10阶非球面高阶项系数
    c[X:vDUX  
    ,WQg.neOA  
    PANT部分加入 ^b^}6L'Z  
    VY    5 G   10 j-TRa,4bN  
    VY    6 G   10 aKC,{}f$m  
    VY    7 G   10 %hCd*[Z}j  
    VY    8 G   10 QZv}\C-c  
    VY    9 G   10 (qdvvu#E  
    VY   10 G   10 a<CACWsN.T  
    VY   11 G   10 Q%n$IQr4gM  
    VY   12 G   10 vXT>Dc2\!  
    VY   13 G   10 ^wxpinJ>  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    SkyX\&  
    G- eSHv  
    并在优化宏 AANT 中加入 MZ"|Jn  
    M 2.24 1 A P YA 1 ,v_NrX=f?  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 M3Oqto<8"  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 ch]{ =61  
    M 1.568 1 A P YA .7 Cxra(!&  
    |(3"_  
    M 0.896 1 A P YA .4 5[Uv%A?H#_  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 yoG*c%3V?  
    得到的结构
    5&TH\2u  
    ppzQh1  
    6os{q`/Q])  
    lb\VQZp!y  
    查看 MTF ,没有达到指标  D`3`5.b  
    do:IkjU~  
    添加16阶非球面高阶项系数
    RAj>{/E#W  
    9nS fFGu  
    PANT 部分加入 tr|)+~x3  
    VY    5 G   16 I`;SA~5  
    VY    6 G   16 k8z1AP  
    VY    7 G   16 v-DZW,  
    VY    8 G   16 KZ@'NnQ  
    VY    9 G   16 V G|FjD  
    VY   10 G   16 A\<W x/  
    VY   11 G   16 pD;fFLvN  
    VY   12 G   16 9J$-E4G.M  
    VY   13 G   16 Y&-% N  
    VY   14 G   16 %"^8$A?>,k  
    同时注释掉所有 GSO GNO "{[\VsX|c  
    '9!J' [W  
    优化 MTF
    ^.PCQ~Ql  
    S?#6{rx  
    AANT 部分加入以下指令 |=AaGJx  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X `IT]ZAem`/  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X `T{'ufI4B  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y Q)im2o@z  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X nx{MUN7  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y lBGYZ--  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X 9e Fj+  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y ~z)JO'Z$  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X [Qcht,\^v  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y SG]Sx4fg,Y  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 Z)md]Twt  
    N-W>tng_x  
    得到的结构  hLj7i?  
    " =6kH,  
    查看畸变
    @qEUp7W.?  
    9g]%}+D  
    查看技术指标
    &f2:aT)  
    mM:%-I\$   
    查看 MTF 和相对照度 kpXxg: c  
    h"nhDART<  
    OY8P  
    k-^le|n9  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    DL uaM?7  
    %SuELm  
    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 5Dzf[V^]`  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 p6!5}dD(  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 uVTacN%X  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 x#gZC 1$Y  
    再把 GSHEAR 的权重增加 B<i(Y1n[  
    LI].*n/v  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 a~ dgf:e`  
    按上述步骤逐步添加优化指令,逐步多次进行优化退火之后得到的结构: *2pf> UzL  
    IqiU  
    插入真实光阑
    )ZI#F]  
    `jSegG'  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 GUZ.Pw  
    WS 窗口点击插入表面,在光路中间插入一个虚拟表面作为光阑 h ,n}=g+?  
    U p6OCF  
    YgdQC(ib  
    2vh }:A_  
    设置孔径光阑 c g)> A  
    WS 输入 ==Xy'n9'  
    APS  -9 iD*Hh-  
    CSTOP \Y>b#*m(4  
    WAP  2 v>j,8E  
    &,yF{9$G  
    修改优化宏
    s1h|/7gG  
    }0tHzw=#%e  
    8&M<?oe  
    保留真实光阑 _QEw=*.<  
    n_Qua|R  
    {Wi*B(  
    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, y0`; br\X  
    4wkv#vi7!-  
    J/ Lf(;C_  
    最终结构数据
    = pn;b1=  
    Cf9{lhE8  
    最终结果的指标
    ,SidY\FzH  
    0G6aF"  
    )z\#  
    L9N }lH  
    畸变图像和数据
    W=3#oX.GsU  
    K1^7v}P  
    ZE-vroh  
    照度
    {kw% 7}!  
    wU>Fz*  
    QS!Z*vG  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 !#:5^":;  
     
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    离线tornado
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