[已解决]长出瞳距目镜设计问题

dreamMXD

各位前辈，最近尝试进行了一个长出瞳距的目镜，指标如下：
入瞳直径：3.5mm
FOV: 20°
出瞳距离：25mm
像高：1mm

感觉现在设计卡住了，而且第一片非球面透镜反曲似乎有点严重，镜片构型、MTf、光线图和点列图如下图，第1.2.3.4.7.8面为偶次非球面，其他面为球面，现在感觉主要问题如下：

1. 第一面偶次非球面反曲问题，这个要怎么在zemax中进行限制优化呢？用RENB读取表面斜率可以很明显看出斜率不是线性关系，但是并不清楚是要对其做什么限制？
2. 现在没有加口径余量感觉边厚就已经拉不起来了，后面如果要外延的话镜片边缘厚度根本撑不起来，采用操作数控制边厚锤了一晚上，但是也没有明显改善
3. 点列图spot半径压不下去，

现在就是没什么思路，不知道后续继续优化的话前辈们有没有什么思路？从什么方向着手比较好呢？

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xsz

2023-11-30 15:23

1.反曲会导致元件偏心及面偏心特别敏感，可加入多重结构给予反曲面或元件偏心值0.025mm左右进行同步优化一般可改善
2和3和优化结构有关，貌似你第一片光焦度过小，反而二、三片整体光焦度没有太大贡献，感觉可以侧重前三片优化

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xsz

1.反曲会导致元件偏心及面偏心特别敏感，可加入多重结构给予反曲面或元件偏心值0.025mm左右进行同步优化一般可改善
2和3和优化结构有关，貌似你第一片光焦度过小，反而二、三片整体光焦度没有太大贡献，感觉可以侧重前三片优化

dreamMXD

xsz 发表于 2023-11-30 15:23
1.反曲会导致元件偏心及面偏心特别敏感，可加入多重结构给予反曲面或元件偏心值0.025mm左右进行同步优化一 ...

感谢您的指导，像后两片镜片的间距需要拉开吗？我感觉他们间距太小，但是考虑到是最后两片透镜，做胶合的话屏幕发热是不容易产生离焦？就没有把他们胶合在一起，但是间距也优化不开。另外现在的结构需要大改吗？例如换一个初始结构这样，还是说着重优化前三片透镜构型会有改善？

xsz

dreamMXD 发表于 2023-11-30 15:31
感谢您的指导，像后两片镜片的间距需要拉开吗？我感觉他们间距太小，但是考虑到是最后两片透镜，做胶合的 ...

不一定需要拉开，玻璃的膨胀系数不是特别高，间距零点几mm就够用，胶合的话温度升高反而还可能会开胶风险
可尝试在这个结构优化，反曲也并不一定要优化，如果镜片口径大的话偏心较大可能就需要优化，口径小或者公差严格的情况下反曲的影响是可控的

dreamMXD

xsz 发表于 2023-11-30 15:59
不一定需要拉开，玻璃的膨胀系数不是特别高，间距零点几mm就够用，胶合的话温度升高反而还可能会开胶风险 ...

前辈您好，经过几天的优化，并且降低了视场指标，但是感觉结构并没有变好，尤其第一面的反曲感觉更严重了一点，半口径在6mm左右，采用多重结构+偏移的方式进行优化，优化不动了已经，这种情况下，不知道您有没有什么好的建议呢？对这种短焦距长出瞳距结构，您对架构的选择有没有什么建议呢

Hugo5214

你这个要求多少，例如mtf和点列图之类的，而且你这个后焦这么短，恐怕不好调视度。

dreamMXD

Hugo5214 发表于 2023-12-4 19:10
你这个要求多少，例如mtf和点列图之类的，而且你这个后焦这么短，恐怕不好调视度。

还在学习，暂时没有卡死的指标，MTF全频>0.5最好，后焦确实问题也很大，现在就是不知道从什么地方着手了已经

我是你

dreamMXD 发表于 2023-12-4 21:31
还在学习，暂时没有卡死的指标，MTF全频>0.5最好，后焦确实问题也很大，现在就是不知道从什么地方着手了 ...

第一点：第一面你用了非球面，系数是否开的太多阶，例如16阶、14阶？  系数开的过多，就是容易出现反曲的情况
               SDRV 反曲 ATAN计算正切值  让正切值趋势保持一致可以减轻反曲
第二点：后焦优化不动，现在你的操作数是否限制很多MTF等，可以先把这些操作数放开，后焦到位在拉性能。