定焦投影物镜设计以及优化 | SYNOPSYS 光学设计软件第68课
投影物镜通常指 LCD、DLP、LCOS 等投影仪使用的物镜。投影物镜有以下特点: X,7y| tb TZAd{EZa 1. 投影物镜的物是空间光调制器 SLM,包括上面提到的 LCD 和 DLP ,它决定了物镜的视场线和分辨率,从而影响系统外形尺寸和信息量。但实际设计时会倒置设计,将其放在像面。 t'vt'[~,U %w*)7@,+- 2. 像方远心:在像空间中,出瞳位于无限远,所有视场的主光线都和光轴平行,从而和 SLM 垂直。这是空间光调制器物理效应的基本要求。 2}r=DAe0 bf"'xn9 3. 大部分物镜带有一个耦合棱镜,如 LCD 投影仪的 X 棱镜和 DLP 投影仪的 TIE 棱镜,这些棱镜厚度较大,对像差有较大影响,是整个成像光路的一部分。 '4[=*!hs! //q(v,D%Q 4. 定焦和变焦物镜:为了适应不同的应用环境,投影物镜大部分是变焦物镜。 xc:E>- =|S%Rzsk 本文将展示使用 SYNOPSYS 软件进行离轴反射式光学系统初始结构的设计。 1cLtTE cqS :Zq 第一步是确定设计目标参数,以下为本次设计的目标: u0q$`9J 5ilGWkb`'X 波长:F,D,C(visible) fu/8r%:h F#:2.4 mgq!) 工作距离:850mm $YL9 vJV 像高:11.363mm U(#<D7} 物高:422mm a1U|eLmUb 焦距:25mm t'eqk#rq 半视场角:26.4° |*&l?S 系统总长:不超过125mm(保护玻璃厚度25mm ) ze+YQF 镜片数:不超过10片 O
VV@ CRA:<0.2° 2ym(fk.6{ 全视场畸变:<0.5% Kc MzY 全视场MTF:>0.4@46lp/mm pP. _%5 全视场相对照度:>80% [GLH8R `fu_){ 根据要求设置定焦镜头初始结构的搜索宏文件:[attachment=128384] 9wgB JJl7
【评论留言联系工作人员获取代码】 \Pg~j\;F]
4CNrIF@ SepjF 运行搜索宏可以得到10个初始结构,选择合适的初始结构: RJrz ~,}
[attachment=128398] gq+SM
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6K/RO)
F^i3e31*t 现在查看像差指标是否达到设计要求,分析数据结果来针对性的进行对光学系统的优化: L$ZjMJ
,T/Gv;wa2
基本参数[attachment=128385] h [TwaR
U&!TA(Yr
KII{GDR] 全视场MTF:@46lp/mm(1视场未达到标准) z+"tAVB[i
[attachment=128389] 7#V7D6j1
jUe@xis<T 畸变(1%左右未达到要求) th?+TNb^ pwFp<O"
[attachment=128391] Wn%P.`o#
E)"19l|}B 相对照度(在0.6左右,未达到要求) L\:|95Yq 2M
%j-yG"
[attachment=128386] =|t-0'RsN
_y@28t 针对以上的像差分析后,先利用初始系统生成的优化宏进行初步的优化退火过程,模拟退火参数:50 20 50 --yF%tRMP HiCh:IP7>/
[attachment=128397] ]e>qvSuYh s :vNr@TS 得到以下结构: Y
},E3< _~kw^!p>Kr
[attachment=128387] l|CM/(99- uP~,]ci7 插入真实玻璃: X! d-"[ Z,& |