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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: wxo{gBq  
    光学参数: gatxvR7H  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 [HSN*LXe  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) LFPYnK  
    像素大小  3.5um x 3.5um =1Tn~)^O  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm }}w Z  
    焦距  待定 &Vmx<w  
    FN  ≤2 p#tbN5i[{7  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) g WHjI3;  
    总长  14-16mm ,kw:g&A  
    MTF  0视场  200LP/mm <l"rnM%  
            0.7视场  142LP/mm TWT h!  
    畸变  <12.5% @RFJe$%  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% cK~VNzsz  
               y'=2.240mm   ≧70.0% spv'r!*\ed  
    CRA  8.0° *K2fp=Ns  
    有效波长  400nm~700nm "c0Nv8_G  
    最大直径  15.5mm WS1$cAD2N  
    广角前端
    Lo^gg#o  
    ]ppws3*Pa  
    DSEARCH 搜索宏
    \4roM1&[  
    搜索宏请评论区留言获取代码 d}(b!q9  
    b?%Pa\,!  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 8PwPI%Pb  
    so@wUxF  
    -JfO} DRI  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: !t+eJj  
    E_j=v \  
    9Ts rg  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 Q'K[?W|C  
    模拟退火(50,2,50 N2e]S8-  
    查看畸变,没达到指标。 #i0f}&  
    >`u/#mrd  
    添加10阶非球面高阶项系数
    Xe>   
    pm k;5 d  
    PANT部分加入 ` beU2N  
    VY    5 G   10 F@u>5e^6  
    VY    6 G   10 bd@1j`i  
    VY    7 G   10 1n|K   
    VY    8 G   10 ?emYLw  
    VY    9 G   10 A N 'L- E  
    VY   10 G   10 DS6g_SS3  
    VY   11 G   10 cy!;;bB  
    VY   12 G   10 &)#bdt[  
    VY   13 G   10 Trt1M  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    h$rk]UM/Q  
    zTS#o#`!\  
    并在优化宏 AANT 中加入 Xhm)K3RA*T  
    M 2.24 1 A P YA 1 4'BZ+A,p  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 b 3i34,  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 GMQKR,6VM  
    M 1.568 1 A P YA .7 -VhxnhS  
    9Jj:d)E>o  
    M 0.896 1 A P YA .4 A,#a?O6m  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 ^A' Bghy  
    得到的结构
    W+D{4:  
    ?_+8K`B  
    '(!U5j  
    C!s !j  
    查看 MTF ,没有达到指标 ]d -U  
    dtd}P~  
    添加16阶非球面高阶项系数
    ]Wdnr1d~8  
    ^P}c0}^  
    PANT 部分加入 1@{qPmf^  
    VY    5 G   16  _)=eE  
    VY    6 G   16 2!;U.+(  
    VY    7 G   16 6R+EG{`  
    VY    8 G   16 iK3gw<g  
    VY    9 G   16 Yi+$g  
    VY   10 G   16 $61j_;WF`  
    VY   11 G   16 yy#4DYht  
    VY   12 G   16 +je{%,*  
    VY   13 G   16 B7ty*)i?  
    VY   14 G   16 Yo;Mexo!  
    同时注释掉所有 GSO GNO Lc5I?}:;L  
    w!~85""  
    优化 MTF
    ERZWK  
    Z2^B.r#  
    AANT 部分加入以下指令 i*2l4  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X ]0@ 06G(y  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X a?P$8NLr  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y QDpzIjJj  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X ePxwN?  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y UTph(U#  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X XYdr~/[HPy  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y 3~6,fTMz{  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X 6BIr{SY  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y *Ph@XkhU  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 z((9vi W  
    b5.L== >  
    得到的结构 iDrQ4>  
    n+%tu"e  
    查看畸变
    tX 3y{W10"  
     TDR2){I  
    查看技术指标
    2"C,u V@F!  
    0V5{:mzA  
    查看 MTF 和相对照度 z)0%gd|  
    `;H3['~$  
    m?_@.O@]  
    IM$I=5y e  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    qS}pv  
    t o2y#4'.  
    在优化宏中添加优化照度的指令,同时加入指令保持主光线角度 ?Y | *EH  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 =]<JkWSk  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 T$r?LIa ,Q  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 |dI,4Z\Qb  
    再把 GSHEAR 的权重增加 /{HK0fd  
    9G"-~C"e3  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 EGIwqci:  
    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: 4 N{5i )  
    HC\\w- `<  
    插入真实光阑
    2#g4R  
    d0CFMy6  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 bdz&"\$X  
    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 \r7gubD  
    JBxizJBP  
    hD! 9[Gb  
    4,P!D3SH  
    设置孔径光阑 QQIU5  
    WS 输入 IWD21lS  
    APS  -9 y_A?} 'X  
    CSTOP SF?s^  
    WAP  2 oq3{q  
    KuohUH+  
    修改优化宏
    ;_<K>r*  
    8w]>SEGFs  
    JHIXTy__  
    保留真实光阑 z(dX<  
    /aHx'TG  
    P|{Et=R`1  
    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, [*|QA 9  
    xFy%&SKHg  
    5|Or,8r(C  
    最终结构数据
    D|rcSa.M  
    UZ}>@0  
    最终结果的指标
    h<ULp &g  
    \NI0rL  
    vspub^;5\  
    :U$U:e  
    畸变图像和数据
    TDnbX_xC<  
    vhaUV#V"  
    $bi@,&t;  
    照度
    a{%]X(';  
    r GxX]  
    [d~ 25  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 ^vH3 -A;*  
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    离线tornado
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    只看该作者 1楼 发表于: 2024-12-24
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