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。 L~\Ir O[!]/qP+. 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。 &Mol8=V)
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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: jVr:O` 1. 波段:VIS OF}vY0oiw? 2. FNUM=2.33 \]zHM.E1 3. 视场角:2w=92° $. Ih- 4. 焦距:f=12 V
V<Zl 5. 总长:VL≤65 'Je;3"@ rAgb<D@,H 设计流程: 5~v({R. k/>k&^? 初始宏文件联系工作人员领取:后缀为DOCE hDCR>G ^]K_k7`I 对应镜头文件:后缀为rle 5-*/wKjLz ol-U%J 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。 _qr?v=,-A
[attachment=129325] [attachment=129326] {>9vm!<[*\ 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。 C1hp2CW$5/
04o(05K nPE{Gp) }
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。 Pa+%H]vB V3
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[attachment=129327] [attachment=129328] 12.|E d*72
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。 v#TU7v?~ U&GSMjqg
[attachment=129329] [attachment=129330] eot%Th?[ 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。 =XVw{\#9 b
UZz/v#y~ .r4*?>
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。 ka0MuQM
Dr)B0]KG 0l;TZf=H
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。 ^?}-x
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[attachment=129331] ~m3Q^ue n86LU Sj5
最后结果图如下: 4}`z^P<C
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[attachment=129332] [attachment=129333] [attachment=129334] O |!cPB: f3^Anaa]l
查看各项参数,达到设计要求。 Zjd9@
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[attachment=129335] [attachment=129337] [attachment=129338] [attachment=129336] pLSh
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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。 TophV}@B`
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