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光行天下 -> 光学镜头设计 -> ray fan 异样，请求解析。 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

过河卒 2012-12-11 14:43

ray fan 异样，请求解析。

图示是设计时的ray fan图，子午面上的曲线弯曲很多，很不平滑，是面型的不平滑引起的吗，面型都是非球面的，但是实际看起来面型还算平滑,请高人指点. &m8Z3+Ea  
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chm85 2012-12-11 15:28
不光滑是因为像差高次项之间互相校正导致的，正说明你的系统得到了很好的校正。 v[J"/:]  
非球面的不光滑与RAY 不光滑是没有直接关系的。
过河卒 2012-12-11 16:01
多谢Chm85，以前做的系统，即使ray fan的范围到了+-20um以内，尤其在最大视场看起来没有这么多波浪。
李锦艳 2012-12-12 10:37
chm85:不光滑是因为像差高次项之间互相校正导致的，正说明你的系统得到了很好的校正。 {$H-7-O$  
非球面的不光滑与RAY 不光滑是没有直接关系的。 (2012-12-11 15:28)  yMVlTO  
4SDUTRo a  
学习了！谢谢楼主和热心人！
zpx1007 2012-12-12 11:03
        ray fan的异样的却是由于高次像差产生的，从楼主提供的图片来看，像差似乎得到了比较好的校正，但是有另外的可能，就是某一非球面产生了高次像差，另一非球面被迫形成相当的负值高次像差去补偿，但是这种补偿不是完全的，所以就有了ray fan 的异样-------剧烈的波浪形 *}<Uh'?  
    我初步估计楼主的镜头公差上很紧-----非球面的面型及偏心 0tb%h[%,M  
    上面仅是我个人初步判断与观点，供楼主参考，如果可以，发个系统参数和lay out图大家一起交流交流，共同进步。 QMAineO  
    
姜守望 2012-12-12 12:32
学习了，谢谢！
过河卒 2012-12-12 15:21
感谢楼上的解析，我本人也是认为可能是非球面的互相补偿导致的，附件是重新优化的数据，ray fan的锯齿依然存在，难道是非球面的高次开的太高导致的？共8个非球面都到14次了。
zpx1007 2012-12-12 16:41
        本人觉得非球面的阶数应该与这个问题无关，因为以前做过类似的验证，有时候高次项的却是被优化出来了，但其实对非球面的面型贡献量很小。在民用设计中，非球面开到10阶是足够使用了。   Vz @2_k   
        按照传统经验判断，产生高级像差主要是：1.大视场；2.大光圈。观察ray fan，可以看到中心视场及大约0.6视场之间都没有产生锯齿状，大于0.6视场后开始有锯齿状。初步判断是视场过大引起。 p()#+Xy  
       楼主可以去验证以下几个方面，可能有收获： [~&yLccN  
    1.检查边缘视场所有孔径的光学，经过每个非球面时入射角，如果有超过30度的应避免 bpgvLZb>s  
    2.检验非球面法线是否有拐点，这也可能是原因之一 uw>O|&!  
    3.先用最佳匹配球面代替非球面优化，再变回非球面优化，可能会有好的效果 %<]4]h  
       但是我个人建议，还是不要用这么多非球面，在优化和生产当中都相当有风险。类似楼主镜头的规格参数，用一个非球面镜片加四五片球面镜片，应该可以满足。 [@;q#.}Z  
      如果楼主能提供镜头结构图参考，可能会挖掘更有效的信息。 l.nd Wv  
过河卒 2012-12-13 11:07
感谢楼上， !!:mjq<0  
1，本人检查了一下，在第7个非球面0.5 zone确实存在拐点，但是不知道如果去除，还是说可以把那面的高次项放低点。 z&KrG  
2，至于控制在每个非球面的入射角，难道比较大，受结构设计的要求。 }N,$4h9Dj  
3，附上了Layout，请继续指点。 ` G- V %  
4，各位可以忽略光阑的问题，特殊要求，系统没有渐晕因子 ATzFs]~K;  
*'to#_n&W  
9,c_(%C  
?[VL 2dP0  
过河卒 2012-12-13 15:22
本人粗略的看了一下公差，0.6视场后太敏感，基本可以判断是个失败的系统，看来初始结构就有问题，ray fan图其实也反应了问题。
w000000y 2012-12-13 16:15
真的学要学习，看不明白
kimclps 2012-12-13 17:34
(1) 像差和光闌位置有關，樓主的光闌埋在鏡片內，製作有困難。 {3`cSm6c  
slTE.  
(2) 全球面的系統沒看過ray fan有細波曲折的，該現象是和非球面有關。
zpx1007 2012-12-14 10:47
看来楼主是要设计类似手机镜头？ nr]:Y3KyxX  
1.从lay out看，确实边缘视场很多光线入射角很大，尤其在第8、9面，可能是第8，9面相互补偿高级像差，也有可能是第4片镜片相互补偿其他镜片高级像差。 F?+\J =LT  
2.第4片镜片主要用于校正畸变，所以呈波浪状（表面法线非单调递减或增加），被迫对大视场产生高级像差。 U-U"RC>  
3.第一片镜片很接近球面，没有发挥非球面最优化。 [JVEKc ym  
其实我本人也没有设计过手机镜头，是不是尺寸约束非常严格？如果尺寸上可以放松点，我建议系统的改进点应该考虑一下几点： L.?QZN%cN  
1.光阑应放置在第一片镜片后，或者第二片镜片后，这样光阑前面的镜片非球面可以发挥最大的效果，即可以控制像差，也可以部分控制畸变，为第四片镜片校正畸变减压，使得第四片镜片面型不会太剧烈而导致高级像差出现 B&L-Lc2  
2.优化的时候可以加光线约束，控制光线入、出射角度不要太大（建议30-25度） =JNCQu  
F87/p  
希望以上对你有帮助 ItD&L ))  
过河卒 2012-12-14 15:09
感谢楼上的建议，确实是手机镜头，希望镜头总长与像高比<1,光阑靠前可以把总长做短，今天又进一步优化，加进了光线在对应面的入射角和出射角的控制，希望有所不同。
nkj成像光学新手 2021-05-29 00:48
zpx1007:看来楼主是要设计类似手机镜头？ '*B%&QC-  
1.从lay out看，确实边缘视场很多光线入射角很大，尤其在第8、9面，可能是第8，9面相互补偿高级像差，也有可能是第4片镜片相互补偿其他镜片高级像差。 o~7D=d?R  
2.第4片镜片主要用于校正畸变，所以呈波浪状（表面法线非单调递减或增加），被迫对大视场产生 .. (2012-12-14 10:47)  JNv@MJb}  
{l"(EeW6)  
总有一天我要变成和你们一样厉害
1520635881 2024-01-19 08:19
学习一下
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