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[我分享] 大视场角车载投影物镜设计

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  • TA的每日心情
    开心
    2024-5-16 09:21
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    [LV.9]以坛为家II

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    发表于 2022-10-7 11:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

    分享一个最近学习设计的大视场角车载投影物镜设计,技术指标要求如下,其中还有很多设计方面的不足,比如对于大视场角投影镜头需要优化到什么程度才算已经优化好了,优化过程中需要注意哪些参数的控制等等,还望老师们给予指正,谢谢啦。
    1.技术指标要求:
    菲林片尺寸:4mm
    菲林片像素:8μm
    透镜片数:4
    总长:≤25mm
    投影距离:800mm
    全视场:80°
    2.设计过程
    1)初始结构
    查找镜头库,找到一款4片式,投影距离100mm,全视场角40°,焦距3.88mm,的投影镜头,指标较为接近,以此为基础开展设计。初始结构及参数如下:

    2)修改参数
    将视场角修改为80°,投影距离800mm,已知菲林片直径4mm,可计算透镜镜头焦距约为2.65mm,使用缩放工能,将焦距缩减为2.65mm,
    修改后的参数和结构如下:
    3)优化

    编辑默认优化函数,输入厚度边界限制条件和优化函数类型如下所示
    插入控制操作数,EFFL控制焦距,DIMX控制畸变,TOTR和OPLT控制总长,CTGT控制最后一面到菲林片的距离,具体设置如下所示。
    将透镜的半径和厚度设为变量,依据设计经验,在80°的大投影范围条件下,使用4片球面镜将很难校正像差,因此需使用一片非球面,将第10面设置为偶次非球面,并将其4此项、6此项、8此项设置为变量,如下所示。
    根据各分析图结果进行逐步优化,最后使用锤型优化,优化后的结果如下。
    优化后的投影物镜,最大弥散斑半径为5.59file:///C:/Users/Jiny_/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gifm,小于弥散斑8 file:///C:/Users/Jiny_/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gifm,且MTF在43LP/mm,中心视场大于0.7,最大视场大于0.5,像差校正的较好。像面照度如下,全程大于0.9。像面照度符合要求。
    畸变和场曲如下图所示,场曲小于0.1,畸变约为10,均符合要求。

    !!!提问:对于大中小视场角投影镜头设计中MTF、畸变、场曲及相对照度等是否有行业标准,有没有相应的文章/文献推荐一下,刚入门的小白,还请各位老师指导指导,谢谢啦。


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  • TA的每日心情
    无聊
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    [LV.9]以坛为家II

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    发表于 2022-10-8 09:12 | 显示全部楼层
    用在投影仪上的投影镜头无论角度多大,畸变基本上都要<1%,MTF>0.5或者0.6,没有标准,但是你这个菲林的要求应该没那么高
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  • TA的每日心情
    擦汗
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    [LV.Master]伴坛终老

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    发表于 2023-4-24 15:54 | 显示全部楼层
    请问一下,这个最终有量产吗,实物效果如何
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-5-16 09:21
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     楼主| 发表于 2023-4-24 16:50 | 显示全部楼层
    6512 发表于 2023-4-24 15:54
    请问一下,这个最终有量产吗,实物效果如何

    没有量产,只是设计
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  • TA的每日心情
    擦汗
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    [LV.4]偶尔看看III

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    发表于 2023-4-24 17:55 | 显示全部楼层
    问一下,这是类似于车载HUD那种吗?还是华为最近发布的那种座椅后面的光场屏?
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-5-16 09:21
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     楼主| 发表于 2023-4-28 09:31 | 显示全部楼层
    Colin 发表于 2023-4-24 17:55
    问一下,这是类似于车载HUD那种吗?还是华为最近发布的那种座椅后面的光场屏?

    你好,这是小型logo投影灯设计
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  • TA的每日心情
    无聊
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    [LV.5]常住居民I

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    发表于 2024-4-7 17:53 | 显示全部楼层
    想请教一下,关于广角镜头,大中小视场是怎么区分的呢,会有全视场超过180°的吗?
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  • TA的每日心情

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    [LV.10]以坛为家III

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    发表于 2024-4-8 09:03 | 显示全部楼层
    投影类的TV畸变在1%以内,(如果投射比很小,可以做适当放宽,)MTF在截至频率处大于0.5以上,其实也可以适当放宽,主要还是看系统跑完公差分析后,MTF的数据是否能满足量产良率要求,场曲一般跟离焦强相关,可以看下离焦的范围,我记得一般是±0.1mm内MTF大于0.3以上。相对照度一般需要大于0.6以上。行业经验。
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