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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: 07-22
    确定设计目标参数,以下为本次设计的目标: \GijNn9ah  
    光学参数: w8AJ#9W  
    传感器型号  1/3.2" HD CMOS, SONY ISX017 b34zhZ  
    有效像素数目  1280(H) x 960(V) ^?$D.^g  
    像素大小  3.5um x 3.5um uI%N?  
    有效像素区域  4.480mm x 3.360 mm a za o`z  
    焦距  待定 WW@JVZxK  
    FN  ≤2 )LkM,T  
    视场角  185°4.48mm处最大视场) a~8:rW^  
    总长  14-16mm QRsqPh&-  
    MTF  0视场  200LP/mm r+imn&FK8  
            0.7视场  142LP/mm x2 w8zT6M  
    畸变  <12.5% ?ada>"~GR_  
    相对照度y'=1.680mm   ≧85.0% 6@"Vqm|HD  
               y'=2.240mm   ≧70.0% -rE eKt  
    CRA  8.0° qg^(w fI  
    有效波长  400nm~700nm ??|d=4g\  
    最大直径  15.5mm R^jlEt\&P  
    广角前端
    J|n(dVen/  
    sx-EA&5-9k  
    DSEARCH 搜索宏
    DY)D(f/&3  
    搜索宏请评论区留言获取代码 +:Lk^Ny  
    $a`J(I  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构 "sFW~Y  
    .i MnWW  
    TF BYY{Y  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: $-m@KB  
    uQeqnGp  
    }BA9Ka#%  
    运行自动生成的 DSEARCH.OPT 优化 Z1VC5* K  
    模拟退火(50,2,50 IO}+[%ptc*  
    查看畸变,没达到指标。 TcR=GR*cJ  
    [<_"`$sm=  
    添加10阶非球面高阶项系数
    q!ee g  
     pgC d  
    PANT部分加入 K|`+C1!  
    VY    5 G   10 d/l,C4p  
    VY    6 G   10 +c-6#7hh  
    VY    7 G   10 smQ4CLJ  
    VY    8 G   10 aL88E  
    VY    9 G   10 7raSf&{&6b  
    VY   10 G   10 BTO A &Ag  
    VY   11 G   10 )V=0IZi  
    VY   12 G   10 :_>\DJ'>  
    VY   13 G   10 g+e:@@ug  
    VY   14 G   10
    优化畸变
    7 n\mj\  
    DNmb[  
    并在优化宏 AANT 中加入 _~juv&  
    M 2.24 1 A P YA 1 Kl2}o|b   
    M 2.016 1 A P YA 0.9 k}X[u8A  
    M 1.792 1 A P YA 0.8 F|,6N/;!W  
    M 1.568 1 A P YA .7 >H$;Z$o*(  
    ?2/uSG|  
    M 0.896 1 A P YA .4 h5x*NM1Ih  
    来优化畸变,,再次运行优化宏并模拟退火(50,2,50 {nTG~d  
    得到的结构
    8B j4 _!g  
    e"*BHvy F  
    g`kY]lu  
    9e]'OKL+  
    查看 MTF ,没有达到指标 vuXS/ d  
    )^&,Dj   
    添加16阶非球面高阶项系数
    >o#ERNf  
    A1Ka(3"  
    PANT 部分加入 e$HQuA~Q;  
    VY    5 G   16 4b]_ #7Qm  
    VY    6 G   16 }X.>4\B5  
    VY    7 G   16 D@#0dDT  
    VY    8 G   16 uWh|C9Y!A  
    VY    9 G   16 ,6DD=w0r  
    VY   10 G   16 /oFc 03d  
    VY   11 G   16 m#*h{U$  
    VY   12 G   16 Ey'J]KVW  
    VY   13 G   16 +GYS26  
    VY   14 G   16 Cw%BZ  
    同时注释掉所有 GSO GNO #\LZ;&T'N  
    @7fm1b  
    优化 MTF
    +ZclGchw  
    U_l7CCK +  
    AANT 部分加入以下指令 .A(i=!{q  
    GSHEAR .33 0.038984 6 M 0 0 X p'g^Wh  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 X .1LPlZ  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .5 0 Y c yP,[?N  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 X {c@G$  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .75 0 Y 0aogBg_@K  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 X &L%Jy #=  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M .9 0 Y U;p e:  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 X /=T H08  
    GSHEAR .33 0.019492 6 M 1 0 Y 'y.JcS!|  
    运行优化并模拟退火(50,2,50 a8zZgIV  
    iV!@bC,  
    得到的结构 3b@VY'P  
    N xFUO0O3  
    查看畸变
    3{e'YD~hP  
    T9?54r  
    查看技术指标
    @cIgxp  
    CU$)QH{  
    查看 MTF 和相对照度 f`?0WJ(M  
    !R6ApB4ZI  
    t.)AggXj#  
    `eC+% O  
    优化 MTF 、相对照度和 CRA
    y(}Eko4u5  
    s"coQ!e1.  
    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 3;l"=#5  
    LLL 0.7 1 0.1 A P ILLUM 1 4H-j .|e  
    LLL 0.85 1 0.1 A P ILLUM 0.7 88l,&2q  
    LUL 0.141 1 0.01 A P HH 1 Sy  
    再把 GSHEAR 的权重增加 _*E!gPO  
    n=o_1M|  
    运行优化宏并模拟退火(50,2,50 DW|vMpU]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: 63M=,0-Qt  
    ,{8v4b-  
    插入真实光阑
    5un^yRMB-  
    c`jDW S  
    畸变又变差了。考虑光阑对边缘光线像差有校正作用。 ?Ht=[l=  
    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 1 i3k  
    ah+j!e  
    LuS+_|]x  
    XYAmJ   
    设置孔径光阑 h e&V# #  
    WS 输入 CGZ^hoh/  
    APS  -9 kjE*9bUc  
    CSTOP zCV7%,H~  
    WAP  2 LT_iS^&1  
    [s}/nu~U  
    修改优化宏
    ,{KCY[}|  
    $r79n-  
    N4wA#\-  
    保留真实光阑 FN?3XNp.  
    HnU Et/  
    aWGon]2p  
    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, IzUo0D*@  
    pM2a(\K,k^  
    _kN*e:t  
    最终结构数据
    <3Gqv9Y&  
    2d`c!  
    最终结果的指标
    ]tY:,Mfs  
    2f,2rW^i  
    Yb:pAzw6  
    K)N0,Qwu  
    畸变图像和数据
    ]db@RbaH  
    ST;t, D:  
    A 5nO=  
    照度
    f*fE};  
     'Cc(3  
    zwr\:Hu4  
    后续还需要进行更换真实材料(塑料)、公差分析等步骤。 ,}J_:\j  
     
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