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2024-02-18 11:54 |
光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)的基本思路
光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)的基本思路有哪些,希望這篇文章能夠幫助到各位朋友們! Af|h*V4Xu 7
Lm9I 思路大致可以分為: 7'\.QJ!< ytcLx77`: 第一步,根據(jù)要求的設(shè)計(jì)指標(biāo),確定鏡頭設(shè)計(jì)的初始結(jié)構(gòu),計(jì)算當(dāng)前鏡頭結(jié)構(gòu)的像差等評(píng)價(jià)指標(biāo);
'LYDJ~ 8~'cP? 第二步,判斷是否滿足評(píng)價(jià)指標(biāo); ^z
*0 #HcQ*BiF3 第三步,當(dāng)不滿足評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),選擇部分結(jié)構(gòu)參數(shù)作為變量; _^<vp &f.5:u%{b 第四步,修改前一步選出的變量,并且重新計(jì)算像差等評(píng)價(jià)指標(biāo);循環(huán)第二步至第四步,直至得到滿足成像質(zhì)量要求的鏡頭。 scV%p&{a KXPCkNIN! 第一步中獲得初始結(jié)構(gòu)的方法有兩種:第一種,人工解析計(jì)算法,即已知設(shè)計(jì)指標(biāo),由人工根據(jù)相關(guān)的光學(xué)公式,采用解析計(jì)算的方法確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù);第二種,縮放法,根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)從現(xiàn)有的鏡頭中,尋找性能參數(shù)比較接近的已有鏡頭結(jié)構(gòu)作為初始結(jié)構(gòu),通常光學(xué)工程師會(huì)采用自己以前設(shè)計(jì)過的鏡頭,或者從光學(xué)鏡頭專利中尋找。 fQoAdw ?{J1&;j* 目前第一種方法已經(jīng)很少應(yīng)用,一般只能用來設(shè)計(jì)非常簡單的光學(xué)系統(tǒng),比如一塊或兩塊反射鏡甚至單片透鏡的系統(tǒng),第二種方法由于其便捷性被廣泛接受。另外,隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展,計(jì)算像差等評(píng)價(jià)指標(biāo)的工作已經(jīng)被計(jì)算機(jī)所承擔(dān),這樣大大提高了光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率。 \RDN_Z k\OZ'dS 由于計(jì)算機(jī)計(jì)算速度的不斷提高,計(jì)算像差等評(píng)價(jià)指標(biāo)所需要的時(shí)間越來越少,而分析計(jì)算結(jié)果和決定下一步選擇哪些結(jié)構(gòu)參數(shù)作為變量是光學(xué)設(shè)計(jì)工程師面臨的主要問題。 JU8}TX lS=YnMs6a 既然能夠想到用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算像差,自然就能夠想到利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)選擇變量并且修改變量,這其中最關(guān)鍵的問題是如何找出像差等評(píng)價(jià)指標(biāo)與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系,但是,直至今天仍然無法給出兩者之間具體的函數(shù)關(guān)系式,在這種情況下,光學(xué)設(shè)計(jì)軟件就選擇采用工程數(shù)學(xué)的方法,通過線性近似和逐次漸近的方式,從初始結(jié)構(gòu)出發(fā),在選定數(shù)量的變量空間中求出最優(yōu)解,雖然相比于人工修改參數(shù)有了很大的提高,但是變量空間的選擇還是需要依賴人工參與,這也正是光學(xué)鏡頭類專利能夠產(chǎn)生創(chuàng)造性的貢獻(xiàn)點(diǎn)。 D2ggFxqe (TeH)j! 如果兩個(gè)光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)差異不大的情況下,可能無需付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)來選取優(yōu)化變量,直接采用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件(如Zemax等)自動(dòng)優(yōu)化,即可得到。 ;j0.#P:a ,+i^]yF3j 由此可見,當(dāng)前光學(xué)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)主要在于初始結(jié)構(gòu)的選擇和優(yōu)化變量的選取,由于光學(xué)自動(dòng)設(shè)計(jì)軟件采用的算法的局限性,通常軟件只能在初始結(jié)構(gòu)附近找到局部最優(yōu)解。 +Y?Tr
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