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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: / H+br_D9  
    光学参数: j?Ki<MD1  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 g+8j$w}  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) ne nYP0  
    像素大小  3.5um x 3.5um td^2gjr^5  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm Pf s_s6  
    焦距  待定 (uG.s%I  
    FN  ≤2 \-k X-Tq  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) jRN*W2]V  
    总长  14-16mm et";*EZJX  
    MTF  0视场  200LP/mm :5X1Tr= A  
            0.7视场  142LP/mm `_Bvae j?,  
    畸变  <12.5% XWvT(+J  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% J_tj9+r^  
               y'=2.240mm   ≧70.0% [Af&K22M(X  
    CRA  8.0° q0Fq7rWP  
    有效波长  400nm~700nm iTgGf  
    最大直径  15.5mm ZbTU1Y/'   
    广角前端
    hQ&S*f&='  
    ,)mqd2)+"  
    DSEARCH 搜索宏
    [.DSY[!8U  
    搜索宏请评论区留言获取代码 `6V-a_8;[  
    e:H7ht:  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 xz#;F ,`ZR  
    }49X  N  
    SdhdXVZ  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 5T,Doxo  
    "?_adot5v  
    lcgT9 m#  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 4fBgmL  
    模拟退火(50,2,50 v(^{ P  
    查看畸变,没达到指标。 Ko6 tp9G  
    6U;pYWht  
    添加10阶非球面高阶项系数
    (g,lDU[=  
    sZFIQ)b9  
    PANT部分加入 R? Y#>K  
    VY    5 G   10 [ P\3XSR  
    VY    6 G   10 o Xwoi!  
    VY    7 G   10 g~_cYy  
    VY    8 G   10 |D)NP N&  
    VY    9 G   10 2UY0:y  e  
    VY   10 G   10 ]bO {001y,  
    VY   11 G   10 ($*bwqp]}  
    VY   12 G   10 LXj2gsURu%  
    VY   13 G   10 .58>KBj(  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    ]c{Zh?0  
    \7Hzj0hSi  
    并在优化宏 AANT 中加入 ]xQPSs_  
    M 2.24 1 A P YA 1 u`Djle  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 ) Ph.  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 ~k+"!'1  
    M 1.568 1 A P YA .7 b)@%gS\F  
    N'R^S98x  
    M 0.896 1 A P YA .4 flTK  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 T/G1v;]  
    得到的结构
    E :*!an  
    Mt)~:V+:  
    `*e',j2}UU  
    ^_3idLE  
    查看 MTF ,没有达到指标 r AMnM>`  
    9 m&"x/k  
    添加16阶非球面高阶项系数
    h!56?4,%Y  
    =-jkp  
    PANT 部分加入 K^tM$l\  
    VY    5 G   16 4xhV +Y  
    VY    6 G   16 $7gzu4f  
    VY    7 G   16 'qQ 5K o  
    VY    8 G   16 /s& xI  
    VY    9 G   16 gT-'#K2qT  
    VY   10 G   16 9Q- /Yh  
    VY   11 G   16 ]]@jvU_?kS  
    VY   12 G   16 .6SdSB ^M  
    VY   13 G   16 W3* BdpTw  
    VY   14 G   16 7a0ZI  
    同时注释掉所有 GSO GNO leyhiL<  
    <&TAN L  
    优化 MTF
    <aa# OX  
    dgpo4'c}  
    AANT 部分加入以下指令 Yo @>O98  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X p%,:U8fOR  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X '#xxjhF^  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y w/KHS#~  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X @/H1}pM~  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y _z\oDd`'  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X !y$H r[v  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y ;YNN)P%"  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X ~\4l*$3(^  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y n[n0iz1-  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 }!\NdQs  
    & S_gNa  
    得到的结构 -[i9a:eRM  
    UBqA[9  
    查看畸变
    2G:)27Q-  
    rZ 9bz}K  
    查看技术指标
    Ya*lq! u  
    jVL<7@_*  
    查看 MTF 和相对照度 meu\jg  
    -"u}lCz>  
    |M#b`g$JO,  
    "5%G [MB  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    j(F%uUpN  
    6=A2Y:8  
    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 :Gqyj_|<  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 5p"n g8nR  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 <M nzR  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 ESiNW&u2  
    再把 GSHEAR 的权重增加 c.6u)"@$  
    Bk a\0+  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 1c&/&6 #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: K6~N{:.s  
    U`K5 DZ~  
    插入真实光阑
    I !9u](\0  
    ~cy/\/oO  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 nf+8OH7  
    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 NZ9=hI;iM  
    !vfjo[v  
    v3[Z ]+ ]  
    bBAZr`<&U  
    设置孔径光阑 #!rng]p  
    WS 输入 #tN)OZA  
    APS  -9 QX ishHk&  
    CSTOP d?WA}VFU  
    WAP  2 l*HONl&j  
    c_}i(HQ  
    修改优化宏
    zCL/^^#  
    |4YDvDEJi  
    gC;y>YGP  
    保留真实光阑 f% ZqK_CW  
    ?(Dkh${@  
    \ lP c,8)  
    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, "@W0Lk[  
    ]p(+m_F  
    !EF~I8d\]  
    最终结构数据
    P .3j |)NW  
    Mr<2I  
    最终结果的指标
    b=:AFs{  
    !~04^(  
    Fj"g CBaR  
    zHG KPuk'  
    畸变图像和数据
    dc5w_98o  
    24Z7;'  
    5(1Zj`>'  
    照度
    ~;aSX1   
    vvv~n ]S6  
    {CR~G2Z  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 ?}m/Q"!1  
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