[已解决]5p手机镜头优化疑问

爱lyj真是太好了

各位站友大家好，这几天我在用zemax做前期的手机镜头优化工作，找了一个比较接近的初始结构（图1）优化指标是：pixel=0.9um，Ny=556lp/mm，f数=2，hfov=39，TTL<4.31。我的主要优化思路是：1.先优化结构参数焦距fov，总长和玻璃空气厚度边界条件以及畸变 2.再优化像高对应的cra，之后再优化MTF前期的优化还算比较顺利，约束都得到了满足，并且光线走向没有太差，畸变控制的也都不错（为了优化速度快些先用的近轴像高优化打算后续转成真实像高），但此时打开mtf一看简直是灾难级别的（图2），如二分之一奈奎斯特要求的0视场MTF>53%，而我优化到此只有20%不到，尝试过用MTFT操作数强拉也拉不起来，看以前站内的帖子说要先优化好像差，于是我去优化0视场的rayfan图，发现这只是杯水车薪，只能把MTF提高到35%左右，后续再用MTFT强拉仍然拉不上去，请问各位大神我该如何提升我的mtf值呢？附件是zemax文件




（图1）
（图2，278lp/mm的MTF值）

最佳答案

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syshh

2023-5-12 12:29

爱lyj真是太好了 发表于 2023-5-12 11:26
感谢站友的解答！我按照您的建议尝试改变了约束，采用替代玻璃的方式去优化，锤完之后并没有材料被替换， ...

不添加其他操作数，只改变了默认评价函数的这三处

按照你这个评价函数应该是能出来这个结果的，优化都很长时间没有太大提高的话可以考虑rms改成pv/提高环臂数/提高默认评价函数权重
spt rms差不多到位了之后就要看波前差rms了，差不多优化到全市场全波长0.2以内就要进入下一波优化了，把默认评价函数“image quality”那点列图改成对比度在继续提高mtf，重点看半频的各视场mtf值和峰值离焦，既要尽量高，离焦也要尽量小

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补充一张layout图片：

爱lyj真是太好了

不好意思，ses文件上传错了，补上正确的文件

syshh

前期不着急优化MTF，现在你的spt还是太大了，优化到全市场rms 5到15微米再谈MTF优化，你想想，如果像点弥散得这么开，对比度谈何能变高？

优化玻璃选替代，把你的玻璃库名字贴到下面格子，别带拓展名，玻璃选模型的话不一定能跑到光学塑料的范围里，非球面高级像差比较大，改材质对象质影响更大。如果折射率阿贝数是对着专利抄的话直接找材料库数值对得上的材料就行。

为什么1.0和最大视场权重这样子给？怪怪的
前期不用带渐晕，尽量把参数跑到位，像质实在提高不了了才考虑把渐晕加上。


操作数要自己检查一遍，要控制的玻璃是3-11面，4-14面就会把保护玻璃也加上来了，它又没有厚度变量，这个操作数的贡献值就会卡住一直下不去。

爱lyj真是太好了

syshh 发表于 2023-5-12 09:26
前期不着急优化MTF，现在你的spt还是太大了，优化到全市场rms 5到15微米再谈MTF优化，你想想，如果像点弥散 ...

感谢站友的解答！我按照您的建议尝试改变了约束，采用替代玻璃的方式去优化，锤完之后并没有材料被替换，但像的质量还是很差，MTF和之前也差不多二分之一奈奎斯特0视场只有0.16，此时我的边缘没有渐晕，并且我的spt大小全视场已经在6um以内，我用mtft还是拉不上去，这种情况该如何是好？末尾附上了zemax文件

syshh

爱lyj真是太好了 发表于 2023-5-12 11:26
感谢站友的解答！我按照您的建议尝试改变了约束，采用替代玻璃的方式去优化，锤完之后并没有材料被替换， ...

不添加其他操作数，只改变了默认评价函数的这三处

按照你这个评价函数应该是能出来这个结果的，优化都很长时间没有太大提高的话可以考虑rms改成pv/提高环臂数/提高默认评价函数权重
spt rms差不多到位了之后就要看波前差rms了，差不多优化到全市场全波长0.2以内就要进入下一波优化了，把默认评价函数“image quality”那点列图改成对比度在继续提高mtf，重点看半频的各视场mtf值和峰值离焦，既要尽量高，离焦也要尽量小

爱lyj真是太好了

syshh 发表于 2023-5-12 12:29
不添加其他操作数，只改变了默认评价函数的这三处

按照你这个评价函数应该是能出来这个结果的，优化都 ...

十分感谢您再次回答我，先把您的回答设置成最佳答案，我的zemax版本是13版本的，评价函数好像没有mtf优化的选项，所以昨天下载了一个18.9的尝试了一下，请问您是在我发的第二个文件5ppp.zemax上进行优化函数修改的嘛？是修改成波前-pvt-扩大权重嘛？我在5ppp的基础上按照波前pvt扩大权重到5，跑了一会mtf没有提升，然后我换波前-rms的时候应用就报错了，具体如下图所示：，我也尝试过先用13版本的pvt进行优化再进入19版本的mtf优化加入的时候报了类似的错误，请问您知道是什么原因吗？也许是版本的问题还是顺序的问题？后来收到您思路的启发，我回到zemax13中先rms-波前-增大权重，再pvt-波前-rms，得到了一个非常不错的结果，具体如下图所示：但伴随的是系统衍射极限下降的比较多一些，556lp/mm奈奎斯特频率下衍射极限已经低于0.2，达不到设计要求的0.23，同时我在18.9版本中故技重施，但发现mtf出现采样点不足数据不准确的提示，mtf也没有得到大的提升，光设真是神奇

爱lyj真是太好了

syshh 发表于 2023-5-12 12:29
不添加其他操作数，只改变了默认评价函数的这三处

按照你这个评价函数应该是能出来这个结果的，优化都 ...

并且pvt波前之后的cra约束和fov以及玻璃厚度空气厚度约束有一些也不满足了

syshh

爱lyj真是太好了 发表于 2023-5-13 11:56
十分感谢您再次回答我，先把您的回答设置成最佳答案，我的zemax版本是13版本的，评价函数好像没有mtf ...

星期五回到家就开始发烧，好几天了才缓过来，难受死了，这波流感有点严重。



优化的时候不能眼光只盯着MTF啊，只是MTF高是不够的，起码这个镜头现在还有很多很明显的问题。
1.点列图太大，geo半径都超一百了，geo、rms都处在一个比较小的水平里面才是比较好的

2.存在明显的面间干涉，光阑都跑到第一片中间去了，P4、P5也靠在一起了，灵活应用CTGT、ETGT等操作数控制中厚边厚。另外给第一面到光阑一个厚度，不要直接设为0，让第一面到P1S1有段距离。


3.圆锥系数绝对值太大，都出现3*10^16这个量级的数了，这是不正常的，要有意识对圆锥系数加以控制，把它控制在±300以内，不要超太多。非球面优化就是一个离轴区形状复杂化的过程，这应该由高阶项系数的改变来完成，圆锥系数的贡献是比较小的，所以如果你发现圆锥系数绝对值出现不可避免的增大的时候，建议你给它更大的权重压下去然后把它的变量取消掉。

4.畸变内视场正外视场负，尽量不要让这种情况发生，人眼对这种变化是很敏感的，影响观感，而且这会造成TV畸变过大都有2%了，TV畸变（0.6~1.0视场内畸变最大值减最小值）尽量控制在1%以内。

5.关于采样不足，你看外视场的光线都散成这样了，它的采样能准确嘛，这都不能准确成像散成一堆了，光线先要汇聚到衍射极限附近才能用对比度评价这束光线的成像质量，这才能用MTF来评价这束光束。平时请先多想想这项操作背后的原理是什么，做事不要盲目，要知其所以然。

我第一个回复就已经很清楚地说了，请你再去看一遍，我没有义务一遍又一遍给你重复


6.玻璃替代要写上你要用的玻璃库的名字啊，例如我想在成都光明玻璃库里面替代就在下面写上“CDGM”，要不然软件是换不了玻璃的

syshh

这里的意思是让你先用点列图跑，点列图够小了才换成对比度，不要点列图还是很大就想着去跑对比度，没有意义，可以一次换一个圈圈里的选项，rms效果不好就换ptv，还是不行就试着加大环臂数，也还是不行就试试加大权重，顺序不一定，自己换着来一遍试试。




权重这里不是一早就叫你改了吗，怎么不改呢，留着干嘛，直接按照全为1去跑就行，如果一直给这么小外视场光线收不拢的

这里也没改，你先把这两处的改了再去谈后面的优化


A是对应4-12
G是对应3-11
这种细节要注意啊，都说过了很久了还是没改，会让人感觉你这个人不怎么上心的样子