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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: eH>#6R1-  
    光学参数: y f1CXldi  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 P<dy3 ;  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) ]L_w$ev'  
    像素大小  3.5um x 3.5um &wH:aD  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm %"3 )TN4  
    焦距  待定 d 4{FDqto  
    FN  ≤2 eBW=^B"y+  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) Q%=YM4;  
    总长  14-16mm KpZ:Nh$  
    MTF  0视场  200LP/mm B;zt#H4  
            0.7视场  142LP/mm Z)< wv&K  
    畸变  <12.5% %FkLQ+v/<  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% .=R lOK  
               y'=2.240mm   ≧70.0% "l~Ci7& !a  
    CRA  8.0° NC23Z0y  
    有效波长  400nm~700nm +JdZPb  
    最大直径  15.5mm N_wp{4 0/  
    广角前端
    |WQ9a' '  
    SOh-,c\C  
    DSEARCH 搜索宏
    ".2K9j7$  
    搜索宏请评论区留言获取代码 z5cYyx r>  
    R'K/t|MC  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 lP<I|O=z  
    I`B'1"{  
    L_O$>c  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: #B}?Zg  
    %|Qw9sbd  
    :J_oj:0r"f  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 7ET jn)%bs  
    模拟退火(50,2,50 mB 55PYA  
    查看畸变,没达到指标。 i2,U,>.  
    Q s(Bnb;  
    添加10阶非球面高阶项系数
    |hzT;  
     !rL<5L  
    PANT部分加入 dbGgD=}o  
    VY    5 G   10 sa-9$},z4  
    VY    6 G   10 0%C^8%(x  
    VY    7 G   10 t%0?N<9YkU  
    VY    8 G   10 rGwIcx(%  
    VY    9 G   10 S>:,z}i  
    VY   10 G   10 S q@H  
    VY   11 G   10 bY8GA  
    VY   12 G   10 -$k>F#  
    VY   13 G   10 XX;6 P  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    UPh=+s #Q  
    NP t(MFK \  
    并在优化宏 AANT 中加入 +&v\ /  
    M 2.24 1 A P YA 1 7k8n@39?  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 'imU `zeo  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 S3 \jcgrS  
    M 1.568 1 A P YA .7 7XAvd-  
    'x%x'9OP  
    M 0.896 1 A P YA .4 vs9?+3  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 d,#.E@Po  
    得到的结构
    #6> 6S;Ib  
     -;c  
    %vqT#+x  
    C7"HQQ  
    查看 MTF ,没有达到指标 w9&#~k]5  
    SG]K   
    添加16阶非球面高阶项系数
    D'i6",Z>  
    'p}`i/  
    PANT 部分加入 05e>\}{0  
    VY    5 G   16 $[CA&Y.  
    VY    6 G   16 %efGt6&  
    VY    7 G   16 4('JwZw\!  
    VY    8 G   16 fEqC] *s  
    VY    9 G   16 ZXXiL#^  
    VY   10 G   16  &"S/Lt  
    VY   11 G   16 S7sb7c'4 k  
    VY   12 G   16 .]t5q%}j  
    VY   13 G   16 :=!Mh}i  
    VY   14 G   16 @)0 Y~A )  
    同时注释掉所有 GSO GNO YMB~[]$V<  
    Os&1..$Nb  
    优化 MTF
    >)Dhi+D  
    /6tcSg)  
    AANT 部分加入以下指令 "sbBe73 m  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X >;lKLGJrd>  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X L(o#4YH}>J  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y 5P+YK\~  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X wh6&>m#r  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y J_"3UZ~&  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X ;h=S7M9.  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y 2P}I'4C-  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X PZOORjF8A  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y uw_?O[ZA[  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 aqL<v94wX  
    )/Y~6A9>  
    得到的结构 $h[Yzl  
    k|j:T[_  
    查看畸变
    i^g~~h F  
    w-rOecwFvu  
    查看技术指标
    a@ W7<9fY;  
    .E<Dz  
    查看 MTF 和相对照度 $ KQ,}I  
    y^s1t2]%  
    Bw-s6MS  
    qi\n]I  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    ]P3[.$z  
    <Jwo?[a  
    在优化宏中添加优化照度的指令,同时加入指令保持主光线角度 ^, wnp@  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 yYX :huw  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 K-@bwB7~s  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 ~3 @*7B5Q  
    再把 GSHEAR 的权重增加 \R Z3Hh  
    wZ>Y<0,  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 jsm0kz  
    按上述步骤逐步添加优化指令,逐步多次进行优化退火之后得到的结构: }tR'Hz2  
    -1mvhR~  
    插入真实光阑
    /djACA  
    ,"H?hFQ  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 .mt^m   
    WS 窗口点击插入表面,在光路中间插入一个虚拟表面作为光阑 ;1E_o  
    dq1TRFu  
    I9/KM4&  
    -tP.S1D  
    设置孔径光阑 A$m<@%Sz  
    WS 输入 F@^N|;_2  
    APS  -9 FO^24p  
    CSTOP LUul7y'"  
    WAP  2 M,G8*HI"  
    )52#:27F  
    修改优化宏
    G5u meqYC  
    1.dX)^\  
    dqz1xQ1  
    保留真实光阑 BvJ\x)  
    o16~l]Z|f  
    L8D m9}  
    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, Cqa3n[Mhw1  
    zKMv7;s?  
    1>;6x^_h0S  
    最终结构数据
    Xj;2h{#s  
    JU2P%3  
    最终结果的指标
    d~/xGB`<  
    ir+8:./6  
    Xv&%2-V;  
    GZ,j?@  
    畸变图像和数据
    w= B  
    v?{vg?vI  
    vVdxi9yk  
    照度
    2{gwY85:  
    VLx T"]f  
    2_I+mQ  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 QU%N*bFW%P  
     
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    离线tornado
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