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广角物镜的设计优化思路分享

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小白

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发表于 2023-8-31 17:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 武汉墨光 于 2023-8-31 17:59 编辑

  广角物镜正如其命名一样,视场角大是其主要特点之一,在设计的过程中我们往往会选择使用厚弯月透镜来作为第一片透镜,与后面的正透镜组拉开距离,很好的接收到大视场的光线,达到增大视场角的目的。SYNOPSYS的结构搜索功能能够帮助我们搜索到很多有用的结构,但是这必须基于搜索宏设置的合理的情况下,SYNOPSYS在基本物方参数选择上有专门为广角镜头设置的类型,OBD TH0 UPP0 YMP1 TH0是物距,从第1个面到物的距离,向左为正值,UPP0是从表面1顶点测得的Y轴上物的视场角,必须非零,YMP1是轴上边缘光线在表面1顶点平面高
  我们通过下面的设计案例具体展示其实际运用
在设置优化宏时,物方参数一行输入 OBD 1.0000000E+9  72.5  0.4,其中1.0000000E+9为物距,在设计过程中可以看作无限远,72.5为半视场角,0.4为入瞳半径。其余参数我们按照正常设置优化宏即可
运行搜索宏后会得到许多初始结构,我们选择前组两片都为负弯月透镜的初始结构,这会方便我们在此基础上后续进行优化
  这里选择将后组的两片透镜进行胶合,得到如下结构,胶合透镜组对系统色差等等有很好的校正效果
添加控制厚度的命令,输入ACC 3 1 1,控制元件最大中心厚度,防止初步优化退火时镜片往太厚的方向变化。点击运行优化,随后进行退火(100 2.0 50)
此时我们查看系统的一阶参数及其他像差图,发现F数以及光斑尺寸并未达标
添加指令 M 4.2 5 A FNUM 来控制F数,使其权重为5,边缘视场的光斑尺寸稍大,加大优化边缘市场的权重,达到优化光斑尺寸的目的,运行优化宏
  最终F数和光斑尺寸达到设计要求
  观察系统主光线汇集的位置,将光阑插在第7个表面上,在工作表中输入APS -7 
                                            CSTOP
                                            WAP 2
使其为真实光阑
  在窗口中输入MRG,选择替换为成都光明的玻璃,将虚拟的玻璃替换成真实玻璃,至此,我们的广角镜头设计完成,各指标达到设计要求
  大家可以自己在优化宏中使用OBD物方参数类型搜索初始结构试着优化看看,设计要求可以先参照以上或者在此基础上做出改变,看看设计出的镜头有何不同。

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    发表于 2023-9-1 09:06 | 显示全部楼层
    请问这种广角物镜的孔径是怎么选择的,用的是光阑尺寸浮动吗?
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    发表于 2023-9-1 16:23 | 显示全部楼层
    baojianing 发表于 2023-9-1 09:06
    请问这种广角物镜的孔径是怎么选择的,用的是光阑尺寸浮动吗?

    焦距和F数确定了,在无限物距下要输入的YMP1就是入瞳半径,用焦距/2/FN就可以算出来
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