(接上期)我们从一个美国专利手机镜头开始看看Forbes非球面和SAB的使用方法。
专利号:US 7,646,552。
特点:全部使用非球面,12次或者14次高阶非球面。
设计要求:畸变小于1%。
结构图如下:
成像质量图如下:
镜头的设计目标和专利的参数如下表:
我们开始第一步,修改专利参数,首先是视场,对于使用非球面的系统,本来的3个视场不足以代表整个视场的成像质量,所以改为13个视场。
设置孔径,确定渐晕系数(由MAX视场的上光线高度确定):
我们使用两种非球面分别优化,作为对比,一种使用普通多次非球面(ASP),一种使用Forbes非球面的CON表面(SPS QCN) ,分别优化,控制住有效焦距、总长和畸变。结果如下:
普通形式多项式非球面的问题在于,其各阶非球面系数引起的矢高正负号不一样,互相争斗,互相抵消,带来的麻烦就是追迹光线效率不高,优化各项系数时,又比较敏感,下图是两种形式非球面的各项系数带来的矢高分布对比:
接下来我们选择右边的Forbes非球面继续验证SAB。
为减少计算量,在分析的时候,视场数量降为7个。
给镜头加上常见的公差:
做公差分析,可以看见各个视场的成像质量概率分布图以及final有公差和无公差的RMS波差表:
这是优化公差以前的图。
接下来要进行降低公差敏感度的优化SAB,我们考虑可以用两种方式:
1,使用局部优化,不断调整SAB的权重,直到各个视场一致。
2,使用全局优化GS
为加快速度,可以考虑先删除一些不敏感的公差再优化,比如,DLT,DLN和大多数的IRR,使用优化光线网格计算SAB的波差(SAB YES)。
优化结果如下:
外面两个视场明显比优化以前好了。平均波差下降的幅度是11%。
如果采用全局优化GS,结果如图:
平均波差下降的幅度是24%。所以相对而言,GS全局优化的结果很好。
那么MTF的效果呢?
未完待续
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