论文专利-微光夜视鱼眼镜头的研究与设计-(sup)再优化结果
结构要求:
1、 工作波长为 0.587 μm、0.656μm、0.486 μm 和 0.8 μm(近红外对应星光)
2、 ENPD = 56 mm
3、 像空间 F 数 1.8
4、 后工作距离为 10.4 mm
5、 有效焦距EFFL = 9.5mm
6、 2=170° 视场角设置 为 4 个,分别为 0°、42°、60°和 85°
7、 系统总长TOTR = 90mm
成像质量要求:
1、在分辨率46lp/mm处,全视场范围内的MTF值均大于0.36,
2、全视场f-theta畸变量的绝对值小于30%
根据要求的数据设置好镜头参数 :F# 波长 视场
根据光瞳像差(事实上大视场光瞳像差必然不佳),应该打开光线追迹(实)
最终优化后的光瞳像差
2、根据之前的工作设置好镜头半径厚度等内参,得到如图所示OS
3、根据2d模型观察到 第2-3面有光线断掉了,所以需要设置渐晕
根据优化—>重设渐晕系数->优化 的迭代后最终结果并无渐晕(最终选择6个视场)
4、非球面系数的确定(重新设为变量)
从4阶非球面系数开始设为变量 -> 再放开 6、 8 阶的非球面系数(具体原因见偶次非球面公式)
5、定义优化函数开始优化(先RMS再对比度)
5.2 将除了光阑以外的所有曲率半径设为变量
看得出来无论是球差、彗查、像散、宽光束场曲、轴向色差、垂轴色差都很大,尝试将厚度也设为变量
5.3 跳出了局部最优后,使用点列图优化后,,得到了如下结果:
渐晕比较大 再次优化前需要重新设置渐晕系数,球差慧差等像差都很明显,成像质量不高,MTF太低
5.4 再将曲率半径也设为变量后(第1、2面不变,作为窗口)
MTF有了较好的提升,但是在46lp/mm处仍然没达到0.3的要求,故在优化函数中使用操作数MTFT 目标值设为0.35 (0.05作为余量)
5.5 使用MTF优化函数后
根据点列图依然可以看出残留有轴向色差、彗查、像散、球差
各视场球差、轴向色差明显,0.8视场慧差明显,
虽然各种像差仍有参与,但至少能满足MTF与RMS要求(小于一个像素11um大小)
6 分析场曲与畸变
最大子午、弧矢场曲分别为0.094mm6、0.0819mm
f-theta畸变较小,最大畸变为24 ,小于之前工作中30%的畸变
7 相对照度
整体平滑度不错,边缘没有明显的下降