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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: j':<7n/A  
    光学参数: \S?-[v*{  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 Y<N#{)Q  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) 8-kR {9r  
    像素大小  3.5um x 3.5um !B9 Yw/Ba  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm )7P>Hj  
    焦距  待定 TC=>De2;  
    FN  ≤2 E6 T=lwOZ  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) ^Mhh2v  
    总长  14-16mm ]z=dRq  
    MTF  0视场  200LP/mm K9nW"0>  
            0.7视场  142LP/mm HB.:/ 5\  
    畸变  <12.5% sE{5&aCSR  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% ~rXLb:  
               y'=2.240mm   ≧70.0% 'r-B%D=  
    CRA  8.0° N693eN!  
    有效波长  400nm~700nm [L|vBr  
    最大直径  15.5mm XC}2GHO<  
    广角前端
    eE\T,u5:  
    qzZ;{>_f  
    DSEARCH 搜索宏
    t)O]0) s  
    搜索宏请评论区留言获取代码 @cx#'  
    X%;4G^%ZI  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 v=&xiwz}  
    ~Xr[d07bC  
    p-!/p#  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ?a?4;Y!  
    rCA0c8  
    889^P`Q5  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 <5h}\5#<j  
    模拟退火(50,2,50 ox";%|PP1  
    查看畸变,没达到指标。 a%an={  
    AnZy o a  
    添加10阶非球面高阶项系数
    ye}86{l  
    )W vOa] :  
    PANT部分加入 P/k#([:2  
    VY    5 G   10 \"5p )(  
    VY    6 G   10 lm+s5}*%o  
    VY    7 G   10 fX1Ib$v  
    VY    8 G   10 \,!Qo*vj  
    VY    9 G   10 4T){z^"  
    VY   10 G   10 XN3'k[  
    VY   11 G   10 XF@34b5(  
    VY   12 G   10 oXVx9dZ  
    VY   13 G   10 VjeF3pmBa  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    ^ZBTd5t#  
    "b)EH/ s  
    并在优化宏 AANT 中加入 dn_l#$ U  
    M 2.24 1 A P YA 1 Q5 o0!w  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 YWk+}y}^d  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 }`76yH^c  
    M 1.568 1 A P YA .7 *d 4A3|  
    &C?4'e  
    M 0.896 1 A P YA .4 c;#gvE  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 _vAc/_ N  
    得到的结构
    - Sn]`  
    }Cb-7/  
    yRp&pUtb  
    TeJ=QpGW2  
    查看 MTF ,没有达到指标 j5~~%  
    * COC&  
    添加16阶非球面高阶项系数
    = ^%*:iT  
    -V'Y^Df  
    PANT 部分加入 IfP?+yPa  
    VY    5 G   16 %."w]fy>P  
    VY    6 G   16 6_;n bqY&  
    VY    7 G   16 m1sV~"v;  
    VY    8 G   16 F$YT4414  
    VY    9 G   16 Ju"c!vu~  
    VY   10 G   16 &}#zG5eu  
    VY   11 G   16 v*OT[l7  
    VY   12 G   16 fUq #mkq}  
    VY   13 G   16 ;2gO(  
    VY   14 G   16 q5) K  
    同时注释掉所有 GSO GNO gBXoEn]  
    a3Xd~Qs  
    优化 MTF
    >5 2%^ ?  
    r\C"Fx^  
    AANT 部分加入以下指令 .k,,PuP  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X 12tAx3p  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X @"aqnj>+  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y "=2'Oqp1  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X r( bA>L*mk  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y *}>)E]O@  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X X#fjIrn  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y /:C<{m.[}  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X NBw{  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y NjO_Y t  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 8RcLs1n/  
    sy(.p^Z  
    得到的结构 j.\0p-,  
    .OlPVMFt  
    查看畸变
    vm =d?*cR  
    NE| Q0g  
    查看技术指标
    FA%V>&;`  
    P!XO8X 1F  
    查看 MTF 和相对照度 MIqH%W.r u  
    KppYe9?  
    @z`eqG,']  
    5eM{>qr}  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    1So`]N4  
    >Udq{<]#r  
    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 PE?ICou  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 &<- S-e  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 -U|Z9sia  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 5+q dn|9%T  
    再把 GSHEAR 的权重增加 $dsLU5]1o  
    00yWk_w  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 r,:acK  
    按上述步骤逐步添加优化指令,逐步多次进行优化退火之后得到的结构: ~G.MaSm  
    I]WvcDJ}C  
    插入真实光阑
    9!ARr@ ;  
    lWUQkS  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 .dwbJT  
    WS 窗口点击插入表面,在光路中间插入一个虚拟表面作为光阑 =JxEM7r  
    i\x@s>@x}  
    BQB<+o'  
    C(M?$s`  
    设置孔径光阑 & u6ydN1xe  
    WS 输入 #L&/o9|  
    APS  -9 {Ia$!q)  
    CSTOP Zu94dFP  
    WAP  2 $"?$r  
    gJ>#HEkMB  
    修改优化宏
    8EBd`kiq  
    wn\ R|'Rdz  
    sj6LrE=1  
    保留真实光阑 s}bLA>~Ta  
    n3$u9!|P  
    UUF]45t>  
    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, t[MM=6|Wb  
    pwV~[+SS_  
    S>jOVWB  
    最终结构数据
    86a,J3C[  
    R 83PHM  
    最终结果的指标
    8/;@4^Ux  
    /)<kG(Z  
    vI:_bkii  
    ;j+*}|!  
    畸变图像和数据
    tTh4L8fO  
    [Mj5o<k;I  
    4M+f#b1  
    照度
    IYa(B+nB)  
    ,k(B>O~o  
    U8@P/Z9  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 N2lz {  
     
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    离线tornado
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