把光学软件啊什么的地址全都删掉了~ sorry~

腾讯微博 twitter 你好,欢迎光临! 

Category Archives: work

ZEMAX中计算曲面张角的宏

2012.03.13 , , ZEMAX中计算曲面张角的宏已关闭评论 , 1,713 views

n=NSUR()
FORMAT 3.0

FOR I=1,n-1,1
M=SDIA(I)
P=CURV(I)
Q=M*P

θ=ABSO(360*ASIN(Q)/3.1415926)
PRINT "第",I," 面张角  θ=",θ
NEXT

光学设计公差允许 一 公差分配思路

2012.03.13 , , 光学设计公差允许 一 公差分配思路已关闭评论 , 2,288 views

一 公差分配思路

原准备用ODP841进行公差分配计算,但该软件是用于几何传函的计算,对小象差系统计算的结果比Zemax中的MTFT好的多,这是因为没考虑衍射效应对象差的干扰。我们设计的系统鉴别率是很高的。因此用ODP841计算偏差很大。故采用Zemax计算。

首先介召公差计算的总体思路:

在光学设计中给所有工艺允许的总公差是: 使最差情况下的传函由于工艺因素的总下降量不大于0.15 lp/mm(下降后的传函仍有MTF=0.15,以便CCD仍能分辩它对应的空间频率),对于本系统就是在F=1.23光圈、1H,0.7H口径下允许鉴别率总下降量不大于0.15 lp/mm。

公差分配的环节有:

半径、厚度1(透镜厚度)、厚度2(透镜气隙)、玻璃折射率、玻璃色散、中心偏1(加工偏心)、中心偏2(装配偏心)、余量

上面的公差余量是为了在实际的工艺实施中,由于工艺原因必需放宽公差时,总公差允许量不致于超。

在计算公差时,先按经验以工艺上最宽松的条件给出各结构参量的公差预定值,这样作是为了先考核最差情况对总公差的影响。当总公差不超时,也不能以此作为公差分配的最终结果,因为在工艺允许的条件下,应尽量提高成象质量,因此应减少对总公差影响大的诸结构公差,这样才能最有效的提高成象质量。

二 公差分配

  1 思路

对本样例镜头,用Zemax公差计算功能时应遵循如下原则:

(1) 因为F=2~8口径均比F=1.2口径的传函高很多,因此应以F=1.2口径传函为准考核传函变化量。

(2) 在F=1.2口径的传函中,应要求0W,0.7W的传函,而0W传函比0.7W传函高很多,因此应以0.7W视场传函为准考核传函变化量所允许的半径公差。

(3) 在计算传函时,应以MTF=0.3为基准考核传函的空间频率。

(4) 正态分布的蒙特卡罗数应取20以上,我们取50(此数越大,得到的公差计算结果的可信度越高,但计算量就越大)。

(5) 用传函计算公差时,各结构变量公差预定值的给定,可参考“各结构公差计算时预定公差的给定原则”给出。

(6) 为了加速公差计算,应以光学设计中有象质要求的各种情况下,传函最低的的情况,计算公差的允许值。

  2 各结构公差计算时预定公差的给定原则

2.1 TFRN(光圈公差)预定公差的给定

这个量是给各面半径加公的允许偏差值,先统一给5道圈,计算出总偏差再调整。

800 万像素手机镜头的zemax设计

2012.03.13 , , 800 万像素手机镜头的zemax设计已关闭评论 , 7,242 views

随着手机市场对高像素手机镜头的需求增大,利用Zemax光学设计软件设计一款大相对孔径800万像素的广角镜头。该镜头由1片非球面玻璃镜片,3片非球面塑料镜片,1片滤光镜片和1片保护玻璃构成。镜头光圈值F为2.45,视场角2ω为68°,焦距为4.25mm,后工作距离为0.5mm。采用APTINA 公司的MT9E013型号800万像素传感器,最大分辨率为3264×2448,最小像素为1.4μm。设计结果显示:各视场的均方根差(RMS)半径小于1.4μm,在奈奎斯特频率1/2处大多数视场的MTF值均大于0.5,畸变小于2 %,TV 畸变小于0.3 %。
关键词:手机镜头;光学设计;800万像素;Zemax

引言

手机镜头的研发工作始于20世纪90年代,世界上第一款照相手机是由夏普JPHONE(现在的日本沃达丰)在2001年推出的JSH04手机,它只搭载了一个11万像素的COMS数码相机镜头。随后各大手机知名制造厂商纷纷开始研发手机摄像功能。2003年5月22日夏普制造了100万素的JSH53,目前照相手机的市场占有率几乎是100%,特别是带有高像素2M、3M、5M、8M 的镜头就成为镜头研发的热点[1]。目前800万像素的手机市场占有率还不是太多,但随着人们对高端手机的需求量越来越大,800万像素手机肯定是主流趋势。鉴于此,在选用合理初始结构的基础上,优化出了一款800万像素的手机镜头。

1 感光器件的选取

感光器件有CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)两种。CMOS器件产生的图像质量相比于CCD来说要低一些,到目前为止,大多数消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感光元件;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像镜头上,目前随着CMOS技术的日益成熟,也有一些高端数码产品使用CMOS器件。CMOS相对于CCD有很多优点,比如价格低、集成化程度高、体积小、质量轻、功耗低、无光晕、高读出速率等[6]。所以很多手机生产商都采用CMOS器件作为手机镜头的图像传感器。目前CMOS芯片的尺寸越做越小,相应的像素尺寸也越来越小,分辨率反而越来越高。
现在国际上CMOS生产厂家主要有Aptina、Omnivision、STMicro、Toshiba等,本文采用Aptina公司的 MT9E013 型 号 7.94mm(1/3.2inch),该款传感器采用超低功耗技术,待机状态消耗功率小于15μW,在最高分辨率情况下帧速率为15fps时消耗功率为320mW。MT9E013的最高分辨率为3264(犎)×2448(犞),实际像素值为7990272,其最小像素尺寸为1.4μm×1.4μm,有效感光元件对角线尺寸为5.71mm,由此可得半视场大小为2.855mm。为了防止加工装配时的误差导致像面的上下偏转,本设计取半视场大小为2.867mm。
根据数字元取样原理,影像检测器所能显示的最大空间频率需受Nyquist(奈奎斯特)采样频率的限制,即一个空间周期至少有2个像素,故此CMOS器件所要搭配的光学镜头需要能解析1000/(2×1.4)lp/mm=358lp/mm 的空间频率[1]

2 设计指标

市场上主流500万手机镜头的视场角大约为60°,光圈值为2.8,镜头总长小于1cm,高像素手机由于传感器件的增大导致像差矫正较为困难,往往都是采用小相对孔径,这样会导致成像光照度不足,成像质量不理想。本镜头的视场角达到了68°,达到了广角物镜的要求[2],光圈值为2.45,具体参数如表1所示

image