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光行天下 -> 光学镜头设计 -> 初学红外镜头设计希望大家一起来讨论一下呵呵 [点此返回论坛查看本帖完整版本]

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leileiguai

2011-05-17 22:25

初学红外镜头设计希望大家一起来讨论一下呵呵

最近在设计红外镜头已经发了好几个帖子了也得到了论坛里很多人的帮助首先要感谢他们的不吝赐教谢谢啊～～

下面说正题吧先说我设计的红外镜头的初始结构参数要求 EFFL=16MM F/#=2 2W=40 其中红外探测器像素384*288 像元25um*25um
下面两个附件第一个是我在光学镜头手册中找到的比较匹配的第二个是我自己目前竭尽所能优化出来的

大家有什么兴趣或者意见的话可以下载下来优化试试大家一起来讨论一下
再附上一张我自己优化过后的mtf 觉得还是可以的呵呵

[attachment=33682]

有什么意见就留言吧～
站内信或者qq也可以 304619341
请各位大侠指正

P.S. 这几天收到了一些网友的回复，都很中肯，感谢大家能抽出时间来一起讨论。
我将自己这几天优化的结果更新在了9楼和10楼，希望能为后来浏览该帖的网友提供一些想法。

leileiguai	2011-05-17 22:26
自己顶起来了～～

shallowyan	2011-05-17 22:36
路过一下

leileiguai	2011-05-18 13:21
谢谢路过～ 3&zcdwPj 怎么没有人回复涅～～～唉～～～～

leileiguai

2011-05-18 15:22

唉还是没有人留言发表意见呢～
我今天早上又进行了一下优化
而且因为发现玻璃是用折射率和阿贝数来进行确定的怕现实应用中不会存在就将玻璃换位germanium后再进行优化了。下面也附上我两个优化的结果吧。第一个是没有改变材料优化的。比原帖的好很多，第二个是改变为germanium之后优化的，也还不错哟～
附上镜头的照片和MTF。这样直观一些吧～[attachment=33705][attachment=33706][attachment=33709][attachment=33710]

希望大家踊跃参与多多指正～～～

mang2004	2011-05-18 15:52
不错。像差已较到衍射限，结构看上去还是比较合理的。 .gY=<bG/fA 锗材料很贵，尽可能把透镜的厚度减下来。

leileiguai	2011-05-19 09:08
不好意思请问你是下载了我附上的zemax设计实例进行的分析，还是仅仅依靠我附上的图片呢？ P?Kg7m W 能否进一步指正一下呵呵 Wm/0Pi 透镜的厚度我已经在优化函数里面加以控制了在3-5mm 我觉得这个厚度应该不是很大了吧？只是结构图看起来有些厚

poon	2011-05-19 14:24
好象不是很对哦, 栏孔大小不对呀

leileiguai	2011-05-19 21:19
光阑的大小有问题？ ~-'-<- 那是大了还是小了呢？ f \|NXibmP 我不知道该怎么优化了

leileiguai

2011-05-19 22:09

根据热心网友的回复，我又将自己的系统进行了一次优化，将镜片厚度进一步降低，下面附上我做的三个结果，以及直观的结构图和mtf以及像分析图，他们在厚度和成像质量方面各有优缺点，请大家指正！
[attachment=33754]
[attachment=33756]
[attachment=33757]
PS: 文件标题表示透镜厚度的范围，因附件个数限制，图片在楼下附上。

leileiguai	2011-05-19 22:10
[attachment=33761][attachment=33762][attachment=33760] +@~e9ZG%a 图像依次对应三个文件～

leileiguai	2011-05-20 20:40
唉还是木有人回复诶～

carlon	2011-05-21 15:37
仅仅只是在一个合理的specification要求下进行像差的优化，从图上面看，你的优化还可以，但是要结合实际的需求是如何。这些需求包括： m`n#Q#6 1.分辨率要看多少线对。 ,fvhP $n 2.中心视场像差，边缘视场像差 I7W?}bR*6 3.畸变规格 M6y\|;lh''c 3,杂散光

lillman

2011-05-21 15:45

红外系统接触不多，我提几个问题：
1、作为非制冷红外系统，光学系统的后截距太短，是否满足红外探测器的截距要求。毕竟做标准接口容易推向市场。
2、系统已经接近衍射极限，而你所用的探测器的像元为25X25um，红外的系统像质要求不是太高，是否考虑减少镜片数量，达到探测器的要求即可。毕竟如果作为产品，成本是必须要考虑的要点。
3、作为固定光圈，将光栏面设置在某个镜片上。呵呵，这是个人习惯。
4、考虑镜片的厚度，毕竟材料贵重。
这只是我的个人看法，拿出来献丑了。

leileiguai	2011-05-21 16:38
谢谢你的回复 [XkWPx` 不过设计之处，就只给出探测器和焦距，然后其他的东西都是自己去确定，我也有些茫然，说是标配，但是具体的标配到底指的是什么，没有说清楚

leileiguai

2011-05-21 16:47

嗯谢谢你中肯的建议！
1、后截距的问题我也一直在注意的，不过设计初始没有这方面的要求，我也有些无从下手，一般的UIRFPA的镜头后截距应该在多少合适呢？
2、嗯，镜片的问题，因为是第一次设计，我是在镜头手册中选出的一个和目标参数接近的镜头，而且结构简单，只有三片，不像高斯型的太多，我也不好控制。
3、因为之前初始结构自己没有理解清楚，输入有问题，倒是把第四个面（即第二片后面）作为光阑进行优化了，效果也还可以的，只是后来发现初始结构和手册中的不相符，搞清楚后就将光阑分离出来了。优化结果也还可以。
4、镜片的厚度在后面的回复中我控制在了1.5-2mm，不知道这算不是薄了呢？

wangdong_gls	2011-05-22 16:36
其实你的设计已经很好了，但是加工完成后装配可能要求高一些，特别是对于第二片来说，主光线的偏角比较大如果机械无法保证设计的尺寸时，影响会很大！我想第一片和第二片分配的光焦度大吧，能不能三者均分一下。仅供参考！

wangdong_gls	2011-05-22 16:43
中波的现在都是制冷型探测器了，光阑位置就不太对了！如果只能针对设计，我感觉入瞳放置在第三片后会很好！。会使设计难度降低，加工和装配都会很好些！

leileiguai

2011-05-24 10:22

谢谢你的夸奖。
因为我是从镜头手册里面找的一个初始结构，说实话，就是为了避免计算，呵呵很是懒。
你说的光焦度的分配问题，就是我想偷懒避免计算的，那要是根据现在这个系统，我是不是要用现有优化好的数据来进行每一片光焦度的计算，然后再进行优化呢？
可否进一步说明，谢谢啦！

leileiguai	2011-05-24 10:23
实在不好意思，是我的问题，在帖子中没有注明，这个探测器是非制冷的，请问光阑的位置还有必要再修改么？不吝赐教！

wangdong_gls	2011-05-24 14:44
其实按你现在的设计已经可以投产了，我只是考虑成型后成像质量会没有设计的好！所以建议一下。我想有两种方法：1 把2片口径加大，让边缘光线偏折，小一点。2 把光栏放置在系统后应该会好些！

lillman	2011-05-24 19:52
1、具体的后截距需要多少要看探测器的规格，我手上没有这方面的资料，我也需要这方面的信息。2、镜片的边厚比小于10:1就够加工了，不会有问题了。 f]2;s#cu 3、你后来发的结构还有优化空间，我试了下，像差可以更小些，我这上传不了附件。

leileiguai	2011-05-26 12:25
是么？那站内信可以么? 呵呵我想看一下你是怎么控制像差的那些操作数我还是不太会用 Wr8}=\/ 最后，谢谢您的回复 A2.4#Qb'

leileiguai	2011-05-26 12:29
谢谢您的回复 !E^\)=E)P 您的评价对我来说实在是太高了哈都可以投产了啊～～小高兴一下 6 kD. 我会试一下您的建议的

drymatini	2011-05-26 17:27
学习学习

leileiguai	2011-05-27 09:30
热烈欢迎呵呵

mang2004	2011-05-28 00:25
leileiguai, "d2JNFIHb FJBB@<>: You have done tolerancing and cost evaluation of this design? Cv;#8Wj} VFKFO9 MANG2004 z&\N^tBv

leileiguai	2011-05-28 01:35
no, that's just what i am thinking about. my teacher have said that my design had already maintaned the requirement which the speific detector needed, but he let myself think over the reason, and what your suggestion is the following work i have to do to make my design perfect! i will try. )[ejb?{d *d31fBCk% N$u: !

mang2004	2011-05-28 05:19
Sounds good. 3E}j*lo <@c@`K Please HIGH priority your teacher’s suggestion, it’s time to do theoretical analysis, i.e. how you define the system level requirements, how you apply these reqs on the detail lens design process, and why your design output meets these reqs... , take time on paper work. 7Dw.9EQ AEUR`. Well done! h<qi[d4X Qx&7Ceu" MANG2004

leileiguai	2011-05-28 14:29
thank you for your continual supporting, i really appriciate your kindness. ONUa7 i will work harder on my paper.

zhuguangchun	2011-06-01 14:46
第二片和第三片太厚了，光澜面最好放在第二面或者第三面上也可以，你的像搞不正确，388*284-25um的探测器半像高是6mm，一般红外材料的透过率不高，镜片过厚会导致透过率的降低，你这个F2.0的是属于最简单的红外镜头，你可以试试做F1.2或者F1.0的，可以加非球面 R<^E?FI

zhuguangchun	2011-06-01 15:14
送你几个自己做的红外镜头，一个连续变焦，一个光学消热差，希望对你有帮助，好好学吧

leileiguai	2011-06-02 15:29
恩谢谢你的回复不过你说的变焦和消热差镜头在那里呢？？ Jg$ NYs.xZ 对了我在后面的回复中有附上我后续优化的结果，如果可以的话，麻烦你再看看，看还有什么问题。 X5= Ki $+ 谢谢啦～

thdemon	2011-07-18 16:19
F数太小了，16mm的焦距，F数为2整个系统的口径太小，影响探测距离。不知道你这个镜头是做来干什么用的。如果能用3片实现16mm F数为1 实用价值应该很大。

thdemon	2011-07-18 16:23
而且你没有加入探测器这窗口的距离

leileiguai

2011-07-21 09:26

作为摄像头具体应用在哪里老师只说了是通用的这个我也不理解就稀里糊涂的设计了

F数是有些小了影响接收

不过由于是初次设计很多经验的东西不知道只能从现有的镜头手册中找到接近我设计参数的镜头来进

行优化改进

虽然毕设已经结束不过还是感谢您的回复，因为读研了，以后还要做这方面的设计的，还请多多指教！

5214y

2011-07-22 23:22

首先指标确认，应该分析每个指标到底是怎么来的。比如探测距离等。
对于非制冷镜头，一般选择F为0.9~1.2左右为宜，对大视场镜头F可稍微增大。
结构选择，对于该镜头可以参考大视场红外非制冷光学系统，这可以在CNKI上找到几篇文章。
环境温度影响应该考虑，毕竟镜头是有使用环境要求的，对于GE，dn/dt系数很大，所以温度对系统的影响应该考虑进去，如果镜头可以手动或电动调焦，则可改变后截距或者移动某组镜片可实现消温差，如果不可则需要考虑光学上如何补偿了。
每个透镜应考虑加工，装调问题。边缘或者中心太薄，对于光加、装调后系统的震动、冲击都可能对镜片造成损坏。
对实际镜头最后还应公差分析。模拟镜头的装调。

只是个人感觉应该光学设计初始部分是这些，当然了结构设计和如何装调是在后面讨论的了。

另，听闻王大珩院士于昨日逝世，虽然没见过王院士本人，但是王大珩院士在中国的光学事业使我倍感感动。
在此对王院士表示沉痛的悼念。
希望我国光学事业能走向辉煌。

leileiguai	2011-07-25 09:21
嗯谢谢你的回复我以后在设计时会注意总结的。 Eb8z`@p VD{_6 王院士的逝世，我们深表遗憾。 }-&#vP~I ~\zIb/ # 也希望我国的光学事业能日趋辉煌

zhuguangchun	2011-08-01 16:10
光澜设置的不对，镜片的边厚太厚，而且第一片看上去好像是同心圆，如果实际加工的话，定心会差

ffishere	2011-10-09 11:23
收获颇丰。

leileiguai	2011-10-11 16:58
zhuguangchun:光澜设置的不对，镜片的边厚太厚，而且第一片看上去好像是同心圆，如果实际加工的话，定心会差 (2011-08-01 16:10) +JL"Z4b@R} lD)QB!*v 谢谢你的建议～

leileiguai	2011-10-11 16:58
ffishere:[表情] 收获颇丰。 (2011-10-09 11:23) &llp*< i7 38T2IN 有收获就好呵呵

leileiguai	2011-10-24 20:57
谢谢～ :n&n"`D~ 48BPo,nWR 内容来自[短消息]

mengxiang86	2011-10-27 12:30
旁观学习！

leileiguai	2011-10-27 19:59
呵呵谢谢光顾 Y.qlY3iBp dM(}1%2 内容来自[短消息]

titanlizard	2011-12-05 18:45
旁观··············

l5602821	2012-02-17 10:31
可以的 YN ~7nOw

542219130	2012-04-27 19:50
路过啊

junrong	2012-05-24 11:31
LZ学习红外用的是什么资料啊？我也学习红外。一直用的是TP做的仿真...我的QQ2466485812，可以相互交流下呢

qq41894351	2012-06-15 12:52
初学，看不懂我会努力的。

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初学红外镜头设计 希望大家一起来讨论一下 呵呵

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