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:
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
從中找出一個最佳結構,接下來進行下一步分析:
基本參數
初始結構的像質
畸變
MTF
相對照度表格和圖像
中間優化步驟,優化宏
請評論區留言聯系工作人員獲取
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
添加真實材料
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:
最終結果像質
畸變<8%,滿足條件
MTF >0.5 全視場 20 lp/mm,滿足條件
相對照度全視場>0.7且均勻,滿足條件
總結
該鏡頭所有指標已經基本滿足要求,使用了7片透鏡
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