第一周题目：风景镜头

小恶魔约纳斯

小白，刚接触。找了一个后风景物镜作为初始结构，使用默认评价函数（RMS+光斑半径+质心）进行优化，加入effl操作数控制焦距，将透镜两个表面、光阑距和像距设置为变量，优化和公差分析结果如下：

heng

一、初始结构的选择

        zebase内第三个镜头（A_001 Rear landscape lens后景观镜头  ），焦距EFFL=10，F/#=14,半视场为0.7，

   


   

1、     更改effl缩放，f/#

   



   

1、  建立默认评价函数,更改近似玻璃-H-K5，优化

   



   

hammer之后，玻璃从H-K5变为H-FK95N，折射率1.5左右变化不大，但是色散从60左右变为85左右，所以可以选个更大的色散玻璃。H-QK3L比较便宜

刚才镜片厚度忘了放开，放开，优化后

   




   

这时候，满足要求，考虑公差应该还合格

暂时都选择默认的吧

   




   

分析后结果（选择正态分布）

   






   

下面这个是系统保存的最差的

   




   

但是选择抛物线分布后变为

   




   

这时候可能只有不到10%的满足设计要求

   




   

根据上述观察，应该是TIRY-y方向总偏转公差影响比较大，倾斜每度为弧度=公差参数由0.2改为0.05（即5道），运行公差得到以下

   

根据上述观察，应该是TSDY-y方向偏心公差影响比较大，由0.2调为0.1

   

现在应该基本满足需求了.以下是默认公差

   

secretary323

弱弱的問個問題~什麼視風景鏡頭?
為什麼風景鏡頭只需要用一片即可達成效果? 大家在選擇架構時根據什麼思路去找尋初始設計呢?

ylysm3

这些公差表还是很有用的，值得收藏平时参考

cooperr

Dreamor_007 发表于 2017-5-21 09:57
以下是我做的一个结果

我用F7这个材料也试了，就是在0°视场的时候RMS是35，其他视场均符合，我也尝试给视场加权重，想让其他视场RMS可以大一些，让中心视场RMS小一些看能不能达到要求，但是确实没有效果，最后尝试优化好的结构，只取后截距为变量，删除其他视场优化后中心视场RMS降到33，但是1视场上升到52,但是2视场到70还是满足要求的。这个是不是说明这种材料就无法实现中心视场的RMS？

cooperr

我做了一个
1、材料使用H-K50
2、中心厚度4mm；
3、各视场RMS均达标；
4、这个材料相对便宜

Alily

根据前面各位老师的分析，走了一遍
一、初始结构

选择zebase镜头库里的A_001，EFFL为10，F#为14，进行EFFL缩放10倍后，因为镜头比较小，所以厚度设置为2。因为前面分析玻璃材料选择阿贝数大，折射率小的材料，且价格便宜，所以，玻璃材料换为H-QK3L。
数据结构如下

      二、优化

      设置操作数effl控制焦距，rms值是达到要求，但是畸变很大，且mtf没有达到衍射极限

        添加操作数DIMX+OPGT+OPLT,继续优化，看表格中得到的畸变值降低了，但是在图片中并没有，这是为什么呢？

       试着更改材料，使用hammer优化后，玻璃材料变为H-FK95N，因为太贵，而且像质没有改变多少，又试了一下讨论比较多的H-K9L，结果变化不大，所以选择这个。
（三）设置公差数据 Q8等级，像质满足要求

       实际工程预算：
       玻璃的价格（10）+直径公差（103）+中心厚度公差（105）+玻璃污染特性（103）+透镜数量（105）+偏心公差（108）+光圈公差（120）+直径厚度比（120）+表面疵病（175）+玻璃成本（108）+镀膜要求（100）=1157。

     但是，目前还有一些疑问请教下大家：
     1、mtf没有达到衍射极限，这个怎么去改善呢，还有就是叙述中间，畸变的问题
     2、还有实际工程预算的时候，上面算的是单片价格吗？是不是我算错了，感觉好贵。

     因为是新人，如果设计过程中有什么问题希望能指正一下，谢谢！

十一月的萧邦

嗯嗯，这个主题很不错，趁周末我也跟着做了一下（前风景镜头）；1.10.5视场权重给到了5很容易实现；
2.控制了加工性，同心控制在0.1；


疑问：
1.我发现开启光线瞄准和关闭光线瞄准RMS会有所变化，但是都满足要求，我想问下这个光线瞄准一般都是什么情况下开启，我设计一般都是开启状态。

2.虽然RMS满足要求，但是从赛德尔图发现畸变特别严重，有什么好的方法控制呢？

3.相对照度最大视场只有80%，是系统有渐晕引起的吗？如何解决呢？

接下来做了简单的公差分析：最敏感的是不规则度公差（给了2个光圈）。



疑问1.一直无法理解公差分析最后那几行90%>    ，  80%>。。。。。是什么意思？

yuger

来练练手。
1.设置入瞳直径100/15=6.667，波长范围可见光以及视场0°，10.5°。15°。添加两个表面，设为变量，玻璃材料选用常用H-K9L,厚度为3mm，透镜到像面位置设为变量。

2.添加默认优化函数，RMS->SPOT DADIUS,再添加一个操作数EFFL=100mm。进行优化，得出结果。



3.点列图大小未达标。光阑位置设为变量，继续优化。



4.点列图大小达标。（看见前面的站友换了色散小的玻璃，我也尝试换了H-QK3L，点列图大小减少了2μm左右，决定不换了）
5.进行公差分析，选用Q8.（请问这个公差分析结果text中RMS Spot Radius是第二个视场的吗？进行公差分析的时候并没有选择视场的操作，默认第二视场？

bigsailor

学习了各位前辈的案例，自己进行理解和尝试。

一 . EFFL=100, F数15，可见光，材料CDGM，视场0/10.5/15°
不熟悉玻璃，所以我按以前学习案例选择了BK7;

评价函数Merit 配置默认，及添加EFFL=100进行优化。
发现存在很大的球差，色差，彗差，像差。



思考7个像差来源排除：
1. 球差  用非球面或多个镜片矫正---------排除，用单透镜
2. 彗差  轴外像差，可用光阑约束 或者多镜片优化-------优化STOP面
3. 像散  轴外像差，可用光阑约束 或者多镜片优化-------优化STOP面
4. 场曲  正负透镜组合，或者厚透镜-----排除
5. 畸变  不影响
6. 色差  选择透镜材料消色差或抵消----选择低Vd的玻璃，选择相对便宜点的H-QK，那先选了H-QK1

二. 增加前孔径光阑




像差有所减小，RMS符合要求。
玻璃边缘厚度2.3，便于加工。
这里操作的时候出了个问题，之前把设置为边缘光线像高方式进行优化，得到RMS值总是偏大。
尝试发现 Marginal Ray Height 是跟主波长有关的paraxial focus。
更改其为变量。

三. 公差分配
按照Q8


重叠蒙特卡洛图形：





RMS 0.0315 偏大，对应劣化值优化项目 TIIR,TIND






四. 成本计算

直径公差 103+中心厚度公差 105+玻璃污染特性 103+数量 105+偏心公差103+ 光圈公差 120+直径厚度比120+表面疵病 175+玻璃成本108+镀膜要求100=1142

。。。
经过这次练习，对镜头设计有个初步的认识。
1. 不会计算初始架构，需加强
2. 过程中因Marginal Ray Height的原因，RMS总是偏大。 翻阅资料并尝试切换波长，视场，才发现边缘光线像高是基于主波长的paraxial focus。
3. 公差加紧后，worst表示e-5 左右。但预计RMS 没有达到30um以下。
重新再来一次，光阑先指定10的距离，重复过程，90%小于0.0306。 猜测是初始架构的原因导致。加强初始架构计算和收集初始架构。
4. 逆公差分析需进一步练习。
5. 玻璃材料对比，各位前辈是怎样看nd，vd值的？  
Ctrl+Z取消玻璃subtitute后出现的那个吗？