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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: I JY5wP1"  
    光学参数: PAU+C_P  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 J*!:ar  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) c/Yi0Rl)  
    像素大小  3.5um x 3.5um '5/}MMT  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm bV*zMoD#  
    焦距  待定 KBR0p&MN  
    FN  ≤2 |u r~s$8y-  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) U/!&KsnT  
    总长  14-16mm [=6~"!P}  
    MTF  0视场  200LP/mm wrYQ=u#Z  
            0.7视场  142LP/mm $3.vVnc  
    畸变  <12.5% m2CWQ[u  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% cC^C7AAq^  
               y'=2.240mm   ≧70.0% G5#}Ed4  
    CRA  8.0° Y;F R"~^  
    有效波长  400nm~700nm -5v.1y=!L  
    最大直径  15.5mm L?27q  
    广角前端
    #S%Y; ilq  
    `]P5,  
    DSEARCH 搜索宏
    h+~df(S.  
    搜索宏请评论区留言获取代码 hdtnC29$  
    yCCw<?  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 :LiDJF  
    r`R~{;oT  
    prEu9$:t  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: +^DRto=  
    uy _i{Y|  
    3U"')  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 Wt9iL  
    模拟退火(50,2,50 9jR[:[  
    查看畸变,没达到指标。 ^ ]qV8  
    W0MnGzZ  
    添加10阶非球面高阶项系数
    XyM(@6,'  
    BU:Ecchbr  
    PANT部分加入 Y3$PQwn .P  
    VY    5 G   10 XMEK5Z9Dd  
    VY    6 G   10 Cld<D5\|f+  
    VY    7 G   10 sh(kRrdY3  
    VY    8 G   10 }u-S j/K  
    VY    9 G   10 e(w/m(!Wny  
    VY   10 G   10 x, Vh  
    VY   11 G   10 qE`:b0FT  
    VY   12 G   10 i=1 }lk q  
    VY   13 G   10 nl'J.dJe  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    XK%W^a*x  
    WiNr866nB  
    并在优化宏 AANT 中加入 m c\ C  
    M 2.24 1 A P YA 1 #K#Mv /  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 ,.oa,sku  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 jj3Pf>D+k  
    M 1.568 1 A P YA .7 6c2ThtL  
    y Tw',N{  
    M 0.896 1 A P YA .4 6mBDd>`0  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 P#[IUXtT  
    得到的结构
    Wg` +u  
    0Q$~k  
    pymx\Hd,  
    4ypRyO  
    查看 MTF ,没有达到指标 R2N^'  
    3V/_I<y  
    添加16阶非球面高阶项系数
    &gWMl`3^*!  
    Yz2{LW[K  
    PANT 部分加入 U6juS/  
    VY    5 G   16 Mr=}B6`  
    VY    6 G   16 #.)xm(Ys  
    VY    7 G   16 emv;m/&8  
    VY    8 G   16 m|[\F#+C  
    VY    9 G   16 }%!FMXe  
    VY   10 G   16 gH i~nEH  
    VY   11 G   16 'f-   
    VY   12 G   16 8Wdkztp/S  
    VY   13 G   16 GB<R7 J  
    VY   14 G   16 _\,rX\  
    同时注释掉所有 GSO GNO ;48P vw>g}  
    (|g").L  
    优化 MTF
    F2bm+0vOJ  
    #D`S  
    AANT 部分加入以下指令 DC|xilP1O  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X $yDW.pt  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X rDIhpT)a  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y e=gboR  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X uX[O,l^}  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y w::r?.9  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X <G\ <QV8W  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y +"YTCzv;t  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X 3D 9N: c  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y ljup#:n  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 Lzh9DYU6  
    @+?+6sS  
    得到的结构 gI)w^7Gi  
    e> ar  
    查看畸变
    iD%qy/I/  
    k(zs>kiP  
    查看技术指标
    tCZpfZ@+=  
    T(Y}V[0+  
    查看 MTF 和相对照度 tgO+*q5B  
    T?H\&2CLT  
    ;c>>$lr  
    t-!Rgg$9  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    G$cxDGo  
    X,>(Y8  
    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 uDILjOT  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 "w*@R8v  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 .=Pm>o/,  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 7}<Sg  
    再把 GSHEAR 的权重增加 H \r`7  
    s,84*6u  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 mYX56,b}5  
    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: _kh>Z  
    xttYn ]T  
    插入真实光阑
    BwJNi6,  
    LPq2+:JpS  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 PdR >;$1  
    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 EtGH\?d~]  
    rwoF}}  
    -<O JqB  
    'yE*|Sx  
    设置孔径光阑 LlU' _}>  
    WS 输入 w]n 4KR4  
    APS  -9 M6\7FP6G  
    CSTOP h>dxBN  
    WAP  2 gC0;2  
    LxB&7  
    修改优化宏
    7k>zuzRyF  
    ;JYoW{2  
    pNuqT*  
    保留真实光阑 V R"8Di&)  
    AQ-mE9>P  
    o5>/}wIf  
    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, Pfm*<,'x"[  
    rWJ*e Y  
    ja?s@Y}-9s  
    最终结构数据
    i9KTX%s5^  
    EVG"._I@  
    最终结果的指标
    [ qiOd!  
    Ex 6o=D2  
    GN0duV  
    t7&Dwmck9  
    畸变图像和数据
    O"qR}W  
    RXM}hqeG  
    $1~c_<DN  
    照度
    6>s=Ci ZB  
    L/)B}8m\  
    goB;EWz  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 A9t8`|1"%H  
     
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    离线tornado
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