從零開始設(shè)計變焦鏡頭
關(guān)注創(chuàng)建者：墨光科技 創(chuàng)建時間：2020-03-18
從零開始設(shè)計變焦鏡頭的視頻教程
從零開始學散熱——熱設(shè)計基本理論
快速、有針對性介紹電子產(chǎn)品熱設(shè)計基本理論，包含傳熱學、流體力學、工程熱力學的一些基本理論知識，通俗解讀電子散熱設(shè)計中常用的物料。 本視頻參考《從零開始學散熱》第二章和第四章內(nèi)容。 書籍目錄：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/421412
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從零開始學散熱——產(chǎn)品研發(fā)體系和熱設(shè)計的嵌入
部分內(nèi)容摘自書籍《從零開始學散熱》第三章.熱設(shè)計研發(fā)流程。 解讀如何理解研發(fā)流程，對于研發(fā)體系的建設(shè)和優(yōu)化提出了一些見解。 熱設(shè)計是產(chǎn)品研發(fā)流程中的一環(huán)，在了解整體體系的基礎(chǔ)上，進一步闡述了各個階段熱設(shè)計工程師需要配合完成的工作。 視頻更多介紹如何理解和優(yōu)化流程，書籍中詳細闡釋各個階段的具體工作。
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從零開始學散熱——熱設(shè)計角度理解單板和芯片
元器件是熱量的源頭，了解單板和元器件的熱特性，是熱設(shè)計工程師設(shè)計散熱方案的基礎(chǔ)。 網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于芯片封裝的資料很多，但從熱設(shè)計角度分析封裝特性的極少。本資料從熱設(shè)計工程師的角度去理解剖析單板和元器件的特征，為合理設(shè)計外圍散熱方案提供參考。 本視頻內(nèi)容參考書籍《從零開始學散熱》第五章芯片封裝和電路板的熱特性。
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從零開始設(shè)計變焦鏡頭的實例教程
課程三十八：從零開始設(shè)計變焦鏡頭
在某個周五的中午。您的老板跑了進來：“客戶希望在星期一早上8點前收到 8 倍變焦鏡頭”。您從未設(shè)計過變焦鏡頭。您的工作不知如何開始？他給您一份設(shè)計清單，然后就出去了。現(xiàn)在怎么辦？
如果您有一個設(shè)計變焦鏡頭的任務(wù)，您可以訪問專利數(shù)據(jù)庫并嘗試找到類似的鏡頭。這可能需要很長的時間。
但是，如果您選擇 SYNOPSYS? 光學設(shè)計軟件,您將有一位很好的助手來幫助您快速的完成這項工作。以下是您需要做的。
1.啟動程序。
2.在命令窗口中輸入 HELP ZSEARCH。打開 10.7.3 節(jié)。
3.閱讀整章。但如果您已經(jīng)知道如何在 SYNOPSYS 上執(zhí)行其他任務(wù)，那么您就能很好的完成工作。
4.設(shè)置您對 ZSEARCH 的輸入。鏡頭 F / 3.5，半視場角為 14 度，像高（GIHT）為 5 毫米。
以下是您的 MACro：（C42M1.MAC）
LOG ! 以備日后追跡
PROJ ! 來看看這次運行花了多長時間
CORE 16 ! 在我們的8核超線程電腦上，它的運行速度是原來的8倍ZSEARCH 3 QUIET ! 將結(jié)果保存在鏡頭庫位置3
SYSTEM ID ZSEARCH TEST
OBB 0 14 2.85 ! 無限遠的物體，14度的半場，2.85毫米的半光圈。
展開 SYNOPSYS 光學設(shè)計軟件課程三十八：從零開始設(shè)計變焦鏡頭
在某個周五的中午。 你的老板跑了進來：“客戶希望在星期一早上8點前收到8倍變焦鏡頭”。 你從未設(shè)計過變焦鏡頭。 你的工作不知如何開始？他給你一份設(shè)計清單，然后就出去了。 現(xiàn)在怎么辦？
如果您有一個設(shè)計變焦鏡頭的任務(wù)， 您可以訪問專利數(shù)據(jù)庫并嘗試找到類似的鏡頭。 這可能需要很長的時間。
但是，如果您選擇SYNOPSYS?光學設(shè)計軟件。 你有一位很好的助手來幫助你快速的完成這項工作。以下是你需要做的。
1.啟動程序。
2.在命令窗口中輸入HELP ZSEARCH。 打開10.7.3節(jié)。
3.閱讀整章。但如果您已經(jīng)知道如何在SYNOPSYS上執(zhí)行其他任務(wù)，那么您就能很好的完成工作。
4.設(shè)置您對ZSEARCH的輸入。 鏡頭F / 3.5，半視場角為14度，GIHT為5毫米。
以下是你的MACro：（L38M1）
LOG ! to keep track of things later
PROJ ! to see how long this run took
CORE 16 ! on our 8-core hyperthreaded PC, it runs 8 times faster
ZSEARCH 3 QUIET ! save results in library location 3
SYSTEM ID ZSEARCH TEST
OBB 0 14 2.85 ! infinite object, 14 degrees semi field, 2.85 mm semi aperture.
!
展開 最快的優(yōu)化算法
SYNOPSYS?光學設(shè)計軟件
ZSEARCH
ZSEARCH程序?qū)⑺阉?em>鏡頭空間，以找到一個有潛力的初始結(jié)構(gòu)。指定光學系統(tǒng)規(guī) 格和所需的變焦結(jié)構(gòu)。然后執(zhí)行以下步驟:
1. 它構(gòu)造了一系列候選鏡頭，初始尺寸根據(jù)二進制搜索方案或隨機分配，取決于 用戶輸入。這些被定義為ZFILE變焦鏡頭，其中物體坐標根據(jù)用戶輸入在變焦之 間變化，并且變焦運動最初都為零。鏡頭至少由三組組成，不超過10組，每組包 含一定數(shù)量的鏡片。其中一些組被聲明為變焦組。物體的規(guī)格是通過創(chuàng)建變焦組 1和最終變焦組之間的物體來確定的，可以是線性的，也可以是通過一個逆二次 公式確定的。
2. 該程序構(gòu)造了一個PANT文件，它改變所有面的曲率的半徑、除了最后一個之外 的所有面的厚度，并且改變(如果系統(tǒng)不單波長，并且是可見光)每個鏡片上的 GLM變量。它還可以改變所有變焦組的變焦位置。
3.它跟蹤上邊緣和下邊緣射線，以檢查射線故障，這是常見的。如果找到了，它 將使用像差誤差和前面定義的變量提交一個快速優(yōu)化。這通常是能夠收斂光線， 然后追跡光線。如果沒有，則在多次嘗試之后跳過該案例。
4. 它使用監(jiān)視器設(shè)置AEC、ACC、AZA和ACA構(gòu)造一個AANT文件。這些控制邊緣和中 心的厚度，使鏡頭是合理的，并監(jiān)測變焦鏡片是否重疊和避免折光射接近臨界角。然后在輸入的視場點上添加一組默認光線。(默認值為HBAR = 0 ，0.75和1.0。) 如果系統(tǒng)不是單波長，它還糾正長波長和短波長的光線(從CORDER輸入)。如果默 認波長是(CDF)，這些顏色將是波長1和波長3。
展開 概論
成像鏡頭包括定焦鏡頭和變焦鏡頭，我們在日常生活中使用的光學系統(tǒng)大多是可以變焦的，比如手機鏡頭、專業(yè)相機的鏡頭、顯微鏡等。
成像鏡頭在很多實際應(yīng)用中通常也要求具備變焦的能力，如 CCTV 監(jiān)控鏡頭，紅外探測鏡頭，攝影鏡頭，雙筒望遠鏡等等，鏡頭具備變焦的能力便可以應(yīng)用于多種環(huán)境條件，放大縮小或局部特寫，這是一個定焦鏡頭所無法完成的。
所謂變焦，即鏡頭的焦距在一定范圍可調(diào)節(jié)，通過改變焦距從而改變系統(tǒng)視場大小，達到不同距離不同范圍景物的成像。我們通常所說的變焦鏡頭一般指攝像鏡頭，即在不改變拍攝距離的情況下通過改變焦距來改變拍攝范圍，因此非常利于畫面構(gòu)圖。
由于一個系統(tǒng)的焦距在某一范圍可變，相當于由無數(shù)多個定焦系統(tǒng)組成的，在設(shè)計變焦鏡頭時也是使用類似定焦鏡頭的分析優(yōu)化方法。
設(shè)計要求
設(shè)計好的一組鏡頭如果變化鏡片與鏡片之間的空氣厚度，鏡頭的焦距會隨之變化，通常來說一個系統(tǒng)的接收面尺寸大小是固定不變的(像面：CCD 或COMS 或其它探測面)，在基礎(chǔ)光學理論中像面大小、視場和焦距三者有如下關(guān)系：
I=f×tan(θ) I = f × tan(\theta) I=f×tan(θ)
I為像高，f為焦距，θ為視場角度。
這個關(guān)系也很容易理解，一個三角形即可。
變焦鏡頭的變焦倍數(shù)為長焦距和短焦距比值，也稱為“倍率”。理論定義下，在變焦過程中鏡頭的相對孔徑保持不變，但對于實際的高變倍比系統(tǒng)，由于外形尺寸不希望過大或二級光譜校正等問題，通常在變焦時采取相對孔徑（即F/#） 也跟隨變化的方案。
展開 如果這款鏡頭是用于空中偵察任務(wù)，經(jīng)常會添加一個黃色濾鏡來透過霧霾，那么高折射率的材料將是首選，因為這樣可以更好的校正像差，而藍光則不重要。輸入以下命令：
XCOLOR
看看什么顏色的光線能通過鏡頭，你可以查看下面左邊的圖片。讓折射率上升到1.9，重復整個過程，我們得到了更好的分辨率鏡頭，但是藍色波長的光的傳輸更差，如右圖所示。
我們現(xiàn)在有一個很好的變焦鏡頭。但我們能做得更好嗎?
我們可能需要更好的分辨率鏡頭，這就需要在插入真正的玻璃材料之前，再次運行AEI命令。也許我們更喜歡短一點的鏡頭。這要求再次運行ZSEARCH，在TOTL上使用不同的設(shè)置。如果我們在快速模式下運行更多的循環(huán)會發(fā)生什么?很可能我們會得到一組不同的10個鏡頭。如果關(guān)閉98開關(guān)，我們再次運行相同的設(shè)置，結(jié)果可能會有所不同。
從一個簡單的方法開始，了解什么可行，什么不可行，根據(jù)需要增加復雜性，SYNOPSYS為此目的提供了許多強大工具。
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從零開始設(shè)計變焦鏡頭的相關(guān)專題、標簽、搜索
從零開始設(shè)計變焦鏡頭的最新內(nèi)容
討論題：熱設(shè)計目標很容易制定嗎？
要對電子產(chǎn)品進行熱設(shè)計，從研發(fā)步驟上講，第一步是是什么呢？
答案是：明確熱設(shè)計目標。這個問題聽起來很簡單，但很多人會忽略它的重要性和 難度。我將熱設(shè)計目標分成兩類，一類是體驗性的，一類是功能性，并且二者沒有明顯 的界限。
體驗性的設(shè)計目標，是指不滿足這一溫度時，設(shè)備功能或使用壽命不受影響， 但使用體驗會變差，比如外殼觸摸溫度、設(shè)備的噪聲、重量、尺寸等
概論
成像鏡頭包括定焦鏡頭和變焦鏡頭，我們在日常生活中使用的光學系統(tǒng)大多是可以變焦的，比如手機鏡頭、專業(yè)相機的鏡頭、顯微鏡等。
成像鏡頭在很多實際應(yīng)用中通常也要求具備變焦的能力，如 CCTV 監(jiān)控鏡頭，紅外探測鏡頭，攝影鏡頭，雙筒望遠鏡等等，鏡頭具備變焦的能力便可以應(yīng)用于多種環(huán)境條件，放大縮小或局部特寫，這是一個定焦鏡頭所無法完成的。
所謂變焦，即鏡頭的焦距在一定范圍可調(diào)節(jié)
課程五十八：從零開始搜索初始結(jié)構(gòu)的詳細方法
SYNOPSYS 擁有數(shù)種獲得初始結(jié)構(gòu)的方法。
XSYS 專家系統(tǒng)程序，可以從已有的專利樣本中，通過研究透鏡結(jié)構(gòu)學習專家們最佳工作的成功設(shè)計，然后應(yīng)用這些知識來構(gòu)造新的透鏡配置，但這需要一個有大量設(shè)計樣本的數(shù)據(jù)庫。
ZSEARCH 用于變焦鏡頭設(shè)計。
SPBUILD 鞍點法搜索初始結(jié)構(gòu)。
DSEARCH 是最常用最方便的定焦鏡頭初始結(jié)構(gòu)搜索方法
<p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_gif/sITFjEClTzBq528avdEuPlwgcot8OxklsiaBaBJXYUFRelz4FsOB8gUEy8l0UkmlY8jwIOVWgZhicu8uOqJGCVtQ/640?wx_fmt=gif"></p><p><br></p><p><strong>課程四十七：一個30倍的變焦鏡頭</strong
課程四十：從 DSEARCH 開始設(shè)計非球面相機鏡頭
在開發(fā)一款現(xiàn)代手機鏡頭或針孔相機時，設(shè)計師們越來越多地使用非球面。它們通常是很小的塑料元件，盡管制作模具很昂貴
課程三十八：從零開始設(shè)計變焦鏡頭
在某個周五的中午。您的老板跑了進來：“客戶希望在星期一早上8點前收到 8 倍變焦鏡頭”。您從未設(shè)計過變焦鏡頭。您的工作不知如何開始？他給您一份設(shè)計清單，然后就出去了。現(xiàn)在怎么辦？
以前有用過一次電子計數(shù)的跳繩，按按鍵開機后，就開始工作，有個顯示屏可以顯示出跳繩的下數(shù)，只要開始跳繩，每跳一下，數(shù)字就逐一增加，還能區(qū)分正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。現(xiàn)在我嘗試把這種電子計數(shù)的跳繩的原理圖設(shè)計出來。首先我們要把它的工作原理推測出來，或者自己創(chuàng)造性地想出一個工作原理。我們知道傳統(tǒng)的計數(shù)跳繩是通過機械碼盤來完成計數(shù)，如果要改用電子技術(shù)來實現(xiàn)的話，就要考慮跳繩的下數(shù)要通過什么方式來采集
SYNOPSYS 光學設(shè)計軟件課程三十八：從零開始設(shè)計變焦鏡頭
在某個周五的中午。 你的老板跑了進來：“客戶希望在星期一早上8點前收到8倍變焦鏡頭”。 你從未設(shè)計過變焦鏡頭。 你的工作不知如何開始？他給你一份設(shè)計清單，然后就出去了。 現(xiàn)在怎么辦？
如果您有一個設(shè)計變焦鏡頭的任務(wù)， 您可以訪問專利數(shù)據(jù)庫并嘗試找到類似的鏡頭。 這可能需要很長的時間。
在開發(fā)一款現(xiàn)代手機鏡頭或針孔間諜相機時，設(shè)計師們越來越多地使用非球面。它們通常是很小的塑膠元件，盡管制作模具很昂貴，但鏡頭可以大量生產(chǎn)，成本很低。甚至可以用法蘭機直接模壓到元件上，使組裝更簡單，這種方法可以使某些元件尺寸保持在非常小的公差范圍內(nèi)。
為幫助設(shè)計此類系統(tǒng)，Dsearch?可以對具有非球面的系統(tǒng)進行全局搜索。 建議用戶閱讀SYNOPSYS?用戶手冊中關(guān)于這一強大功能的介紹。 我們在此給出一個如何將
以前展示了如何設(shè)計8X變焦鏡頭。現(xiàn)在我們做一個復雜的設(shè)計，以30X變焦為目標，來設(shè)計一款變焦鏡頭。
設(shè)計要求如下：
1. 變焦30倍 2. 半視場角14° 3. 最后一面的半孔徑為3mm 4. 使用11個鏡片 5. 四組鏡片，其中兩組是用來變焦 6. 像高5mm 7. 后焦距20mm 8. 總長600mm 9.物距從無窮遠到5m范圍內(nèi)對焦清晰
ZSEARCH輸入如下:
