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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: B1i&HoGbz  
    光学参数: %4,v2K  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 t.pn07$  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) 2+=:pc^  
    像素大小  3.5um x 3.5um $2w][ d1  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm 5j~1%~,#  
    焦距  待定 \'CA:9V}  
    FN  ≤2 H;c3 x"  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) -*[:3%  
    总长  14-16mm ^`?M~e2FZ8  
    MTF  0视场  200LP/mm 1n!xsesSc  
            0.7视场  142LP/mm 0sfb$3y  
    畸变  <12.5% RdqB^>X  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% :^rt8>~  
               y'=2.240mm   ≧70.0% vHXCT?FuG  
    CRA  8.0° mX5%6{],  
    有效波长  400nm~700nm 9>k_z&<  
    最大直径  15.5mm l05'/duuJ  
    广角前端
    7m4*dBTr  
    ^m ['VK#?  
    DSEARCH 搜索宏
    r (KAG"5  
    搜索宏请评论区留言获取代码 W2BZG(dm  
    A/!"+Yfw  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 He*c=^8k  
    F1u2SltR  
    fM`.v+  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: i]15g@  
    T#GTNk!v  
    ;6M [d  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 'E"W;#%  
    模拟退火(50,2,50 "A]#KTP  
    查看畸变,没达到指标。 Hu$y8_Udw  
    B!1h"K5.($  
    添加10阶非球面高阶项系数
    mtmTlGp6Lc  
    gy Ey=@L  
    PANT部分加入 I8f='  
    VY    5 G   10 ~L4L|q 7  
    VY    6 G   10 :i>If:>g  
    VY    7 G   10 w+u1"  
    VY    8 G   10 =2@ V}  
    VY    9 G   10 N6HeZB" :  
    VY   10 G   10 m "96%sB  
    VY   11 G   10 IU;a$  
    VY   12 G   10 \Oxyc}&  
    VY   13 G   10 x c]#8K  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    H[RX~Xk2E  
    $!$,cK Pl5  
    并在优化宏 AANT 中加入 zbI|3  
    M 2.24 1 A P YA 1 d7S?"JpV  
    M 2.016 1 A P YA 0.9 VWc)AfKe  
    M 1.792 1 A P YA 0.8  {H*  
    M 1.568 1 A P YA .7 mKsJ[)#.  
    ERy=lP~gV  
    M 0.896 1 A P YA .4 F*T$n"^  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 hp`ZmLq/[  
    得到的结构
    WbwwI)1  
    U$ 46=F|  
    Tje(hnN  
    x4K A8  
    查看 MTF ,没有达到指标 [HI$[ :[  
    ^J;rW3#N8  
    添加16阶非球面高阶项系数
    )-X/"d  
    [ eb k u_  
    PANT 部分加入 L{rd',  
    VY    5 G   16 R.cR:fA  
    VY    6 G   16 zdm2`D;~p  
    VY    7 G   16 |`xM45  
    VY    8 G   16 JT&RaFX  
    VY    9 G   16 3m| C8:  
    VY   10 G   16 Y?3f Fg  
    VY   11 G   16 mV^~  
    VY   12 G   16 N=\weuED  
    VY   13 G   16 pD('6C;  
    VY   14 G   16 9s1^hW2%Q  
    同时注释掉所有 GSO GNO rsq?4+\  
    Y::O*I2  
    优化 MTF
    )KEW`BC5T  
    q}!h(-y}5n  
    AANT 部分加入以下指令 B$n1 k 45  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X )N*Jc @Y@  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X [N12X7O3  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y `ZbFky{  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X )*`h)`\y  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y p{}4#+-<#H  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X w {"1V7|  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y xP,b/T #a  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X NWP!V@WG  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y B%tWi  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 uuxVVgWp{  
    BNj_f  
    得到的结构 xW]65iav  
    ^,#m y<{  
    查看畸变
    4v`IAR?&K;  
    tJ 2GSZ`  
    查看技术指标
    u`&lTJgF/O  
    >,E^ R`y  
    查看 MTF 和相对照度 ]Axz}:  
    \ H~zN]3^  
    zg H(/@P  
    ;1s+1G}_z  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    i")0 3b  
    mBE&>}G<  
    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 loO"[8i.k  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 z~ywFk}KGd  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 (0B?OkQ  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 FJ-H ;  
    再把 GSHEAR 的权重增加 &w#!   
    t&:L?K)j  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 y)U ?.@  
    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: 4l+!Z,b  
    B6Eu."T  
    插入真实光阑
    jj1\oyQ8  
    nYFrp)DLK  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 5nUJ9sqA  
    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 -^546 7  
    s2#Ia>5!  
    P RWb6  
    kQ lU.J>^  
    设置孔径光阑 >WIc"y.  
    WS 输入 G[A3H> >  
    APS  -9 Zym6btc  
    CSTOP z -!w/Bv@  
    WAP  2 0] kKF<s  
    vWZXb `  
    修改优化宏
    iN[x *A|h  
    B*,)@h  
    \gk.[={^P  
    保留真实光阑  C/IF~<B  
    ,VHqZ'6  
    1|(Q|  
    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, ,-4NSli  
    <;6{R#Tuh  
    pA6KiY&  
    最终结构数据
    u3C_Xz  
    M'PZ{6;  
    最终结果的指标
    b,E?{uG  
    RZzHlZ  
    {aUnOyX_  
    + cfEyiub  
    畸变图像和数据
    A~2)ZdAN  
    W<r<K=`5P  
    Q$c6l[(g  
    照度
    N2v/<  
    NO o?  
    z#^fS |  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 1)56ec<c  
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    离线tornado
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