激光雷達鏡頭設計 | SYNOPSYS 光學設計軟件第73課

1.概述


激光雷達  (Laser Detection And Ranging, LADAR 或 Light Detection And Ranging, LIDAR)  區別于傳統的以微波和毫米波作為載波的雷達,是指以激光作為載波、以光電探測器作為接收器件、以光學鏡頭作為天線的光雷達。

其工作原理是向被測目標發射激光束,然后測量反射或散射信號的到達時間、強弱程度等參數,以確定目標的距離、方位、運動狀態及表面光學特性,從而建立測量目標的三維成像信息。由于探測精度高、功耗低、體積小、易于裝備等特點,目前激光雷達在地形測繪、城市建模、工業制造、自動駕駛,以及預警探測、制導、引信等技術中等領域已得到廣泛的應用,具有良好的應用前景

激光雷達的基本原理如下圖:


圖片



2.1設計要求


為了提高激光雷達的探測范圍、分辨率和精度,激光雷達接收鏡頭也在往大視場、大孔徑方向發展。下面是一個大視場大孔徑的激光雷達接收物鏡的指標:

固態激光雷達探測器:像面尺寸19.5×11.5mm,像元面積35×45um

波長905+-5nm

焦距15mm

視場角 2w  =76

FN  =1.4

后焦26mm

總長77mm

相對照度全視場>0.7且均勻

畸變<8%

MTF  >0.5 全視場 20 lp/mm



搜索宏和運行結果

請評論區留言聯系工作人員獲取



運行搜索宏可以得到10個初始結構


圖片


從中找出一個最佳結構,接下來進行下一步分析:


圖片


基本參數


圖片



初始結構的像質


畸變


圖片


MTF


圖片


相對照度表格和圖像


圖片



中間優化步驟,優化宏

請評論區留言聯系工作人員獲取



圖片


固定光闌


在合適的位置插入光闌,使用指令固定光闌位置并模擬退火優化


圖片



添加真實材料


圖片


優化后查看 pad 發現邊緣厚度不好,太薄了加工困難,重新優化宏設置 AEC 2 1 1 ,得到結果:


圖片


圖片


最終結果像質


畸變<8%,滿足條件


圖片

MTF >0.5 全視場 20 lp/mm,滿足條件


圖片



圖片


相對照度全視場>0.7且均勻,滿足條件


圖片


總結


該鏡頭所有指標已經基本滿足要求,使用了7片透鏡

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP