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!
RP7e)?5$s <[?oP[ j 思路大致可以分為:
>f19P+ 4*lShkL 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)的像差等評價(jià)指標(biāo);
xg'z_W BkJV{>?_+ 第二步,判斷是否滿足評價(jià)指標(biāo);
]}8<h5h) jio1#& 第三步,當(dāng)不滿足評價(jià)指標(biāo)時(shí),選擇部分結(jié)構(gòu)
參數(shù)作為變量;
C!B2.:ja b'O>&V` 第四步,修改前一步選出的變量,并且重新計(jì)算像差等評價(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。
[sTr#9Z xqO'FQO% 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。
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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。
#wNksh/J^ %U)/>Z 由于計(jì)算機(jī)計(jì)算速度的不斷提高,計(jì)算像差等評價(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。
WcPDPu~/ %z J)mOu 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)。
~o= Sxaf kW4/0PD 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)自動優(yōu)化,即可得到。
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