本帖最后由 去微软推哦怕 于 2022-9-25 00:49 编辑
当需要逆向一款镜头，有时即使有相关结构参数，仍然很难逆向，直接输入zemax会不停的报错，过程特别繁琐；有的专利故意提供错误的参数，直接输入也会出现错误……如果此时手头只有规格以及layout或者切片，如何简单快捷的逆向出来？我们当然可以借助二次元、CAD等获取镜片的曲率、镜片间隙，如果条件太过简陋，这些条件都不具备该怎么办？本文介绍不借助外部工具，通过肉眼观察和手动调整，简单快速的逆向一个镜头方法。
在论坛中随便找了个广角镜头的参数(以广角镜头为例是因为广角镜头的光路逆向相对更难，更加有实践意义)
Fno 2.79
EFL 2.75
入瞳直径0.986
FOV150
TTL 24.5
第一步
先分析镜片数量，在zemax中建立平板
第二步
调整镜片曲率，由后往前调整，先给比较大的曲率半径，调整完一轮后再从后面开始重新进行一轮。
在这个过程中，要随时调整第一步过程中不精细的量，比如光阑的空气隙要做调整
遇到报错，说明变化量太大，或者这个位置不适合现在就改动，可以先改动其它面之后，再返回来改动
如下图，焦距进一步缩小
继续调整，焦距继续缩小，同时我们发现最外视场已经开始汇聚
开始重点调整前几个镜片，这时我们发现虽然焦距增大了，但是镜头的结构看起来更加正常光线更加平滑，继续调整
调整后效果更加明显，此时可以加快速度，以更大的相对值进行调整
可以看到，焦距已经到了13.15mm，离目标更加接近了
此时焦距已经到了3.87mm
焦距很难再往下调整之后，更换前几片材料材质，换为高折
焦距达到了标准
此时系统的状态
EFL 2.79
Fno 2.69
TTL 29
除焦距外的其它参数基本没有达到要求，并且系统的像差很大，因此接下来进入了优化环节
第三步
将材料和曲率半径设为变量，其它参数不设变量，评价函数中控制好材料变化范围、焦距等参数后，开始优化。
经过几分钟的优化，评价函数从0.025降低到0.00148，MTF已经有了较为不错的性能。较低的评价函数说明系统的机构已经相对稳定，可以开始压缩TTL等操作
压缩TTL必然要放开厚度、空气间隙等变量，目标值慢慢调整，不要一次改变过大
优化前
优化后
TTL已经达到了指标，目前系统的基本指标已经达到，到这一步，一个镜头的结构逆向已经完成，接下来就可以重点对MTF、色差等参数的优化。
最后将两个layout做个对比
总结
以上过程可以简单总结为：获取基本参数及结构→利用软件搭建出平板结构→多轮逐次调整曲率半径、厚度→简单优化
这个方法只能逆向出系统的结构，无法做到更加精确的获取曲率半径、芯厚、材质等信息，这些都需要自己后期进行优化。有了好的结构，后期优化也会更加简单。
最后附上zemax文件
发表于 2022-9-25 00:42
