| 小火龙果 |
2024-07-15 16:37 |
SYNOPSYS 光学设计软件课程七十八：短焦距水下广角监控镜头设计
随着生活水平的提高，人们对自身安全越来越重视，安防监控领域也随之发展，监控镜头被广泛用于大家的生产和生活当中。在安防项目里，广角摄像机体现出了它强大的优势，能够轻松实现同一时间监控更大的区域。 >LOjV 0K/
zN^n] N_?
同时，由于湖泊海洋研究者、水产养殖者对水域监控的需求，水下镜头的研究也在不断发展。与陆地镜头相比，水下监控镜头面临着光线被水吸收、水下杂质对光产生强烈散射等各类问题，这些都会影响镜头最终的成像结果。 ;6>2"{NW
{?:X8&Sf
6G[4rD&
现在的水下镜头以视场角小、总长大为主，而在此给出一个短焦距水下广角镜头的案例： gaZu;t2u
1. 波段：VIS e ,W%uH>X
2. FNUM=2.33 OC BgR4 I
3. 视场角：2w=92° ewctkI$,5
4. 焦距：f=12 =A83W/4
5. 总长：VL≤65 X:vghOt?
z=q3Zo
设计流程： 7$CBx/X50)
a,k>Q`
初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE W04 @!_) <
XAF+0 x!
对应镜头文件：后缀为rle _( {hc+9p
U:^PC
x`
将案例设计目标输入DSEARCH中，synopsys可以自动搜索最匹配的十个初始结构，从中选取一个作为初始结构进行后续优化。 PHZ0P7
[attachment=129325] [attachment=129326] "@iK'
c^
查看初始结构发现像质较差，我们可以在优化宏窗口中输入AAA 4,插入四片非球面来进行改善。 g/CSG IIT
`p2+&&]S
;:\<gVi:
选择默认的评价函数，对其一阶特性、F数等参数进行优化，同时控制边缘厚度、中心厚度，进行模拟退火以达到全局最小值，结果如下图。 8%A#`)fb
_Xk.p_uh
[attachment=129327] [attachment=129328] Rwz0poG`WG
一阶特性基本达到要求后，对其像质进行优化。查看其三阶像差，发现其畸变与像散较高，且MTF曲线较差。先对三阶像差进行优化，直到三阶像差数值降到小数点后一位。 CDQW !XHc
-p]1=@A<}
[attachment=129329] [attachment=129330] ywGd> @
像差优化完成后，开始优化MTF。选择使用GSO指令对波相差进行优化，并保留对F数及畸变的约束，并进行模拟退火。直到0视场和0.5视场的MTF曲线呈现出比较好的结果。 pNepC<rY
2mVD_ s[`
QdF5Cwf4
此时，MTF曲线还有0视场的结果比较差，更改为评价函数10，使用GSHEAR，继续进行优化和模拟退火。 2b w_IT
a_f ~N1kq
PgtJ3oq [}
当所有视场的MTF曲线都呈现良好结果时，在命令窗口输入 MRG ，插入真实玻璃，选择成都光明玻璃库。 -GhP9; d
O}-jCW;K
HK,cJah q
[attachment=129331] ?!A 7rb/tj
;oW 6 NJ
最后结果图如下： f$e[u
E r
3x{ t(
,':fu
[attachment=129332] [attachment=129333] [attachment=129334] \2N!:%k
e!N:,`R
5
查看各项参数，达到设计要求。 JTO~9>$ B
FGigbtj`
b=yx7v"r
[attachment=129335] [attachment=129337] [attachment=129338] [attachment=129336] y{ibO}s
! h"Kq>9 T
至此，短焦距水下广角镜头的初步设计完成。各位读者可以自行尝试本案例的搭建，也可以尝试通过缩短总长，减少非球面数来设计更优秀的镜头结构，感谢阅读。 UO0{): w>
|
|