投影物镜通常指 LCD、DLP、LCOS 等投影仪使用的物镜。投影物镜有以下特点:
1. 投影物镜的物是空间光调制器 SLM,包括上面提到的 LCD 和 DLP,它决定了物镜的视场线和分辨率,从而影响系统外形尺寸和信息量。但实际设计时会倒置设计,将其放在像面。
2. 像方远心:在像空间中,出瞳位于无限远,所有视场的主光线都和光轴平行,从而和 SLM 垂直。这是空间光调制器物理效应的基本要求。
3. 大部分物镜带有一个耦合棱镜,如 LCD 投影仪的 X 棱镜和 DLP 投影仪的 TIE 棱镜,这些棱镜厚度较大,对像差有较大影响,是整个成像光路的一部分。
4. 定焦和变焦物镜:为了适应不同的应用环境,投影物镜大部分是变焦物镜。
本文将展示使用 SYNOPSYS 软件进行短焦微型非球面投影物镜的设计,与上次课程不同的地方是本次设计中使用了非球面面型进行搭建。
第一步是确定设计目标参数,以下为本次设计的目标:
技术指标:
1.焦距 f=9.5mm ;
2.相对孔径 D/f=1/1.8;
3.全视场角 FOV=46°;
4.光学总长控制 40mm 以内;
5.系统总的镜片数量5片以内;
6.系统最好能使用远心光路;
7.全视场畸变小于4%;
8.在镜头分辨率55lp/mm处,中心视场 MTF 不小于45%,周边视场 MTF 不小于30%。
我们将 AEI 指令写在优化宏上方,点击运行:
注释掉优化宏中的 VY 0 YP1,运行优化退火(50,2,50),针对性地对分析指标进行优化宏的修改,增加控制指令命令行(修改评价函数权重控制 MTF )再次进行优化退火: