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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: ,HI% ym  
    光学参数: [A~ Hl  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 [P6m8%Y|s  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) ]"~ x  
    像素大小  3.5um x 3.5um PQa0m)H@  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm (=%0$(S>  
    焦距  待定 klH?!r&  
    FN  ≤2 @b,6W wc  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) Gp+\}<^ Z  
    总长  14-16mm `'&mO9,<-  
    MTF  0视场  200LP/mm :HwdXhA6  
            0.7视场  142LP/mm >239SyC-,  
    畸变  <12.5% n1PBpM9!  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% A=IpP}7J  
               y'=2.240mm   ≧70.0% o8|qT)O@U  
    CRA  8.0° ifu!6_b.  
    有效波长  400nm~700nm '#h ORQB  
    最大直径  15.5mm g7a446QR\K  
    广角前端
    v/=\(  
    szb@2fK  
    DSEARCH 搜索宏
    5[4nFa}R:5  
    搜索宏请评论区留言获取代码 L AH">E  
    'nBP%  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 - jCj_@n  
    wc. =`Me  
    9[;da  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: &1R#!|h1W  
    nj1o!+9>$  
    <oV[[wl  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 Em^~OM3U$q  
    模拟退火(50,2,50 ^m&I^ \  
    查看畸变,没达到指标。 wDGb h=  
    >TY;l3ew  
    添加10阶非球面高阶项系数
    1dw{:X=j  
    b9m`y*My  
    PANT部分加入 *YL86R+U  
    VY    5 G   10 '^>} =f  
    VY    6 G   10 ge:a{L  
    VY    7 G   10 /I!62?)-*  
    VY    8 G   10 GK!@|Kk8q7  
    VY    9 G   10 V7r_Ubg@K  
    VY   10 G   10 8'jt59/f  
    VY   11 G   10 ) $b F*  
    VY   12 G   10 AvB=/p@]  
    VY   13 G   10 u[Kz^ga<  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    #v<`|_  
    =gD)j&~}_  
    并在优化宏 AANT 中加入 {59 >U~  
    M 2.24 1 A P YA 1 \Ta5c31S+  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 P.C?/7$7Z+  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 Tx!t3;Yz[  
    M 1.568 1 A P YA .7 Mms|jF oQ  
    Wc2&3p9 c  
    M 0.896 1 A P YA .4 c:u*-lYmK%  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 ,;Wm>V)o  
    得到的结构
    B=L!WGl<!  
    U4fv$gV  
    dk nM|  
    J8p;1-C"  
    查看 MTF ,没有达到指标 n:OXv}pv  
    G)%V 3h  
    添加16阶非球面高阶项系数
    *X/Vt$P  
    sTl^j gV7j  
    PANT 部分加入 I`X!M!dB)  
    VY    5 G   16 xb3G,F  
    VY    6 G   16 v_EgY2l(  
    VY    7 G   16 zGR, }v%%  
    VY    8 G   16 {VW\EOPV~  
    VY    9 G   16 D]fuX|f~ul  
    VY   10 G   16 W&)f#/M8  
    VY   11 G   16 ][jwy-Uy;  
    VY   12 G   16 T` h%=u|D  
    VY   13 G   16 -Pp{aF e  
    VY   14 G   16 |ymW0gh7o$  
    同时注释掉所有 GSO GNO oo\^}jb  
    L%/>Le}VX  
    优化 MTF
    Os'E7;:1h  
    iYgVSVNg  
    AANT 部分加入以下指令 :rQDA =Ps  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X C/Tk`C&  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X CLzF84@W=  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y jmwN1Se>  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X SNOc1c<~  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y H\oxj,+N  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X :38h)9>RK  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y E> GmFw  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X '1LN)Yw  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y v4s4D1}  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 v77UE"4|c  
    yO7y`;Q(sF  
    得到的结构 JI]Lz1i  
    ,$:u^;V(  
    查看畸变
    @y7KP$t  
    Hq 5#.rZ#  
    查看技术指标
    S/)),~`4  
    $I*}AUp v?  
    查看 MTF 和相对照度 PL&> p M  
    \Hrcf+`  
    z@3gNY&7.8  
    W7WHDL^  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    aC2Vz9e  
    ]vz6DJs  
    在优化宏中添加优化照度的指令,同时加入指令保持主光线角度 %<nGm\  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 2~f*o^%l  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 S1^/W-yoc~  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 NzyEsZ]$  
    再把 GSHEAR 的权重增加 X,l7>>L{g  
    [k\VUg:P  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 tq h)yr;  
    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: ]rj~3du\  
    1/?Wa  
    插入真实光阑
    f\= @jV  
    }C_g;7*  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 GBb8 }lx  
    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 13/,^?  
    "r@#3T$  
    wsB-( 0-  
    HN NeH;L  
    设置孔径光阑 m}?jU  
    WS 输入 drjNK!XL@  
    APS  -9 p1niS:}j  
    CSTOP ?GNR ab  
    WAP  2 D? %*L  
    4h!yh2c..  
    修改优化宏
    IrCl\HQN  
    u->[ y1JY  
    7=fN vES2  
    保留真实光阑 *(yw6(9%  
    L@[}sMdq(  
    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, 1YMi4.  
    Dz~^AuD6  
    kYkA^Aq  
    最终结构数据
    ;q9Y%*  
    dLH@,EKl)  
    最终结果的指标
    83V\O_7j  
    +sn0bi/rG  
    kK}?NKqT  
    ;U?=YSHk7  
    畸变图像和数据
    C<a&]dN/  
    }o!b3*#  
    *y<eK0  
    照度
    ]#shuZ##>0  
    .{t5_,P  
    -:_3N2U=+  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 V_$<^z|  
     
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    离线tornado
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