紅外鏡頭的案例
紅外鏡頭的主要類型及其設計方法
1.5 中長波或中短波雙色鏡頭
隨著紅外探測器技術的發展和應用的需求，雙色紅外鏡頭的使用也越來越多。對雙色紅外鏡頭的要求是，用一個鏡頭對中/長波或中/短波兩個波段同時消像差，兩個波段的像面在同一個面上，或者離開很小一段距離?？梢杂霉鈱W設計軟件的多重結構功能進行設計。
1.6 變焦距紅外鏡頭
近年來紅外變焦距鏡頭的使用越來越廣泛。紅外變焦距鏡頭的原理和設計方法與可見光的變焦距鏡頭相似。當光學系統從短焦距變到長焦距，即從大視場變到小視場時，變倍組往后移，補償組往前移，在改變系統焦距的同時，保持像面位置不變。同時光學系統的F數也保持不變。
鏡頭的設計難度在于要以冷光闌作為孔徑光闌，而且透鏡數目不能太多。一般要采用兩次成像結構，以滿足100%冷光闌效率并且控制透鏡的尺寸。
紅外變焦距鏡頭也需要用光學設計軟件的多重結構功能進行設計。
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展開 每天一例 | SYNOPSYS?紅外鏡頭的無熱化
SYNOPSYS?紅外鏡頭的無熱化
概述
計算空氣間距和材料，使熱效應最小化。
在本章中，我們將研究隨著溫度的變化，中紅外鏡頭的像質會發生什么變化。
設置工作目錄
選擇Dbook工作目錄
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》第39章
打開測試文件
點擊 打開C39L1
運行THERM 程序
讓我們假設這個鏡頭必須在20-100°C的溫度范圍內保持聚焦。運行THERM程序，首先測試是否存在所有必需的系數：
分配空氣間隔系數
實際上，這個鏡頭從未被指定為空氣間隔系數。利用CHG文件，給空氣間隔分配鋁類型6061的系數：
CHG
ALPHA A6061
END
現在您可以激活熱分析。創建并運行一個新的 MACro：
THERM
ATS 100 2
END
設置溫度范圍
這會將鏡頭副本放入配置2中，所有參數都會根據溫度變化從默認的 20100°C改變。下圖顯示了ACON2在該溫度下的樣子。
對焦
鏡頭失焦 - 我們必須糾正這一點。
這是一種簡單的方法來判斷透鏡的軸向位移可能會帶來什么好處。打開工作表（單擊按鈕），然后單擊 PAD 顯示中的表面4.我們懷疑該空氣間隔的更改可能會改變焦點位置。實際上，所需的運動必須非常小，因此將速度滑塊滑到底部，然后將“間距”滑塊向右滑動，如圖所示。
展開 線上培訓 |《 SYNOPSYS 紅外光學設計》招生中
以下是本次培訓的課程大綱：
培訓主題
SYNOPSYS 紅外光學設計
01課程大綱
紅外輻射基礎理論
紅外探測器介紹
紅外材料的選擇
紅外整機的基本原理
紅外光學系統及類型
紅外光學系統的性能評價
SYNOPSYS 紅外鏡頭初始結構自動搜索
SYNOPSYS 玻璃搜索
SYNOPSYS 紅外鏡頭優化技巧
近紅外復消色差鏡頭設計
中紅外和遠紅外鏡頭設計
大相對孔徑紅外物鏡設計
無焦紅外物鏡設計
近紫外-可見光-近紅外全波段鏡頭設計
SYNOPSYS 鬼像分析
紅外冷反射分析
衍射光學介紹和設計
無熱化介紹
機械被動無熱化設計
光學無熱化設計
SYNOPSYS 變焦鏡頭初始結構搜索
紅外變焦日夜共焦鏡頭設計
紅外離軸自由曲面系統設計
SYNOPSYS 紅外膜層設計和分析
紅外擴散片散射模擬
XSYS 專家系統紅外鏡頭設計
SYNOPSYS 公差分析介紹
紅外鏡頭公差分析示例
02課程詳情
本培訓為線上直播培訓；
培訓內容作業練習跟蹤，老師答疑；
培訓結束后支持錄播回放觀看（限期30天）；
培訓方安裝最新正版軟件（僅限培訓期間使用）；
為保證課程質量，課程均采用小班授課模式。
展開 線下培訓 | 《 SYNOPSYS 紅外光學系統設計》招生中
以下是本次培訓的課程大綱：
培訓主題
SYNOPSYS 紅外光學系統設計
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課程大綱
紅外輻射基礎理論
紅外整機的基本原理
紅外光學系統及類型
紅外探測器介紹
紅外光學系統的性能評價
紅外材料的選擇
SYNOPSYS紅外鏡頭初始結構自動搜索
SYNOPSYS玻璃搜索
SYNOPSYS紅外鏡頭優化技巧
紅外復消色差鏡頭設計
鬼像分析
紅外冷反射分析
衍射光學介紹和設計
無熱化介紹
機械被動無熱化設計
光學無熱化設計
SYNOPSYS變焦鏡頭初始結構搜索
紅外變焦日夜共焦鏡頭設計
紅外離軸自由曲面系統設計
SYNOPSYS公差分析介紹
紅外鏡頭公差分析示例
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課程詳情
本培訓為線下培訓；
課堂上提供最新版的 SYNOPSYS 正版軟件，統一發送配套的培訓教材；
學員自帶筆記本電腦，課程結束后合格者頒發培訓證書
展開 
320科技工作室ZEMAX培訓通知
</p><h1>四、培訓內容</h1><p>（1）光學鏡頭的設計基本指標分解 ，對應ZEMX軟件中的設置；</p><p>（2）雙遠心工業鏡頭設計過程教學</p><p>（3）無熱化大視場監控鏡頭設計過程教學</p><p>（4）激光打標F-theta掃描鏡頭設計過程教學</p><p>（5）激光擴束天線設計過程教學</p><p>（5）投影鏡頭設計過程教學</p><p>（6）手機鏡頭設計過程教學</p><p>（8）切入變倍中波紅外鏡頭設計過程教學</p><p>（8）大視場非制冷紅外鏡頭設計過程教學</p><p>（9）離軸反射系統設計過程教學</p><h1>五、相關案例</h1><p>案例一：雙遠心工業鏡頭設計</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img data-ic="false" src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/25fa71f1d8f24440a4aaff00eb5d9d01~tplv-obj.image?
展開 SYNOPSYS?光學設計軟件---近紅外鏡頭案例
概述
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MGT玻璃庫
執行DSEARCH
執行GSEARCH
SPEC透鏡規格
設置工作目錄
選擇Dbook工作目錄
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》第14章
二維圖
FETCH 1.RLE
點擊 ，選中OPD Fan Plots，Scale=0.5
玻璃庫
在Command Window中輸入MGT
選中Guangming，點擊OK
點擊Graph
選中Plot P(N3,N2) vs. V(N2)
點擊OK
找出四種玻璃
數據現在不在屏幕上，因此在 顯示屏上單擊并使用鼠標滾輪縮小，直到看到一組紅點。點擊 使紅點放大居中
點擊Full Name按鈕
紅圈出的四中玻璃名稱為 D-FK61， G-ZF52， H-ZH88 和 H-F51
執行DSEARCH
點擊 打開C14M1.MAC
點擊運行宏
指示DSEARCH僅使用上一 頁ppt紅圈中的兩個玻璃
DSEARCH生成十種最佳配 置的圖片
DSEARCH意思是Design Search
DSEARCH最佳結果
得到一個非常好的五片透鏡，但它只有我們指定 的兩種玻璃類型
執行GSEARCH
點擊打開DSEARCH_OPT.MAC
點擊另存為NIR_OPT.MAC
點擊打開C14M2.MAC
點擊Run按鈕
GSEARCH意思是 Search for best glasses，在四種玻璃中進行更復雜的搜索
展開 紅外系統成像模糊不清？OAS 光學軟件精準攻克難題
紅外冷反射案例分析
簡介
在紅外光學系統中，冷反射現象是影響成像質量的關鍵因素之一。當系統內部低溫表面反射紅外輻射并干擾探測器正常接收信號時，會產生雜散光，導致圖像出現偽影、對比度下降等問題，嚴重影響紅外熱成像系統的探測精度與可靠性。因此，有效分析和抑制紅外冷反射，對提升紅外光學系統性能至關重要。OAS 光學軟件憑借其強大的光學仿真與分析功能，為解決此類問題提供了高效的技術手段。
OAS 軟件在案例中的應用
模型構建
利用 OAS 軟件的建模功能，建模出長波紅外熱成像鏡頭模型。該鏡頭作為研究對象，其結構參數與表面特性是建模的關鍵。隨后，在軟件材料庫中選擇或自定義簡單材料，并依據實際需求輸入詳細的光學參數，如折射率、吸收率等，將這些參數準確地定義在鏡頭表面，確保模型能夠真實反映實際光學系統的物理特性。
光源設置
創建適用于紅外冷反射分析的光源。鑒于案例聚焦于長波紅外波段，在軟件中設置紅外波長的光源，精確設定其波長范圍、輻射強度等參數。同時，對光線追跡的相關參數進行優化，包括追跡光線數量、追跡精度等，以保證光線追跡結果的準確性與可靠性。
光線追跡與數據采集
完成上述設置后，使用 OAS 軟件的光線追跡功能。軟件將依據設定的參數，模擬紅外光線在長波紅外熱成像鏡頭中的傳播路徑，精確計算光線在各個光學表面的反射、折射情況。在追跡過程中，軟件實時采集光線與光學系統相互作用的數據，為后續分析提供全面的數據基礎。
紅外系統的三位追跡圖
紅外系統的探測器結果圖（平滑兩次）
總結
本案例通過 OAS 光學軟件成功實現了對長波紅外熱成像鏡頭中紅外冷反射現象的模擬與分析，充分展示了該軟件在紅外光學系統設計與優化中的強大功能與應用潛力。
展開 Face ID 與3D傳感技術科普
同為生物識別技術，TouchID的解鎖錯誤率是五萬分之一，而FaceID則是一百萬分之一，
iPhoneX人臉識別功能主要靠劉海部位的原深感攝像頭實現，主要包括距離感應器、泛光感應元件、點陣投影儀和紅外鏡頭。雖然iPhone X實際進行人臉識別的過程非常復雜，不過可以簡化成以下幾個步驟：
1、檢測物體靠近：當各位拿起手機時，首先工作的是距離感應器，它將會告訴iPhone X是否有物體進行靠近;
2、檢測用戶臉部：泛光感應元件采用垂直腔面發射激光器(VCSEL)，POPPUR只要大家知道它會發射低功率紅外光就可以了。在距離感應器檢測到物體后，泛光感應元件就會對前方物體進行掃描，由紅外鏡頭接收信息，并傳給A11芯片神經網絡系統進行判斷，識別為臉部后再進行下一步操作。
3、獲取3D人臉信息：雖然檢測到是人臉，但是泛光感應元件發出的只是簡單紅外光，并不能記錄空間信息，這時候點陣投影器發射的高功率紅外結構光就派上用場了。結構光一般指呈條紋狀或者點陣狀的特殊光線，這種光線在打到凹凸不平的物體表面時會造成圖像扭曲，從而獲得物體的空間深度信息。
4、結構光接收：用于人臉識別的光線對精度要求比較高，不僅點陣投影儀發射的點要足夠多(三萬多個)，同時還要防止環境光干擾，因此紅外鏡頭上還搭載濾光片，除了特定頻率的紅外光都會被剔除掉(為了保證感應能力和避免太陽光的干擾，一般選擇800~900nm波長附近的近紅外光)。
5、收集完結構光等信息后，手機通過3D圖像處理芯片可以生成具備空間信息的三維圖像。
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現針對不同主題進行單元授課，將課程分為 基礎、初級、中級、高級 四場培訓，后續還有安排紅外鏡頭、投影物鏡、手機鏡頭、生醫光學內窺鏡等8個相關主題培訓，小伙伴可以根據自己的需求選擇上課。更加貼心實現您的需求。
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SYNOPSYS 課程匯總（第一彈）
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SYNOPSYS 基礎培訓
★ 培訓大綱：
1.光學和成像基本理論；
2.光學設計的基本流程；
3.光學材料介紹；
4.像差介紹以及像差校正平衡；
5.SYNOPSYS 軟件和功能介紹；
6.SYNOPSYS 界面介紹；
7.SYNOPSYS 光學系統建模。
展開 紅外系統雜散光難管控？OAS精準助力高質量成像
較強的冷反射信號會直接淹沒目標信號，這是制冷型紅外成像系統特有的雜光效應。
04OAS軟件分析流程設置
? 模型構建
利用OAS軟件的精確建模功能，構建長波紅外熱成像鏡頭模型。該鏡頭的結構參數與表面特性是建模的基礎。隨后，在 OAS 材料庫中選擇或自定義紅外光學材料，并依據實際需求輸入詳細的光學參數，如折射率、吸收率等，將這些參數準確定義在鏡頭表面，確保模型真實反映實際光學系統的物理特性。OAS軟件支持導入機械結構以及其他光學軟件建立的鏡頭文件，實現光學-機械一體化建模。
? 光源設置
創建適用于紅外冷反射分析的光源。鑒于案例聚焦于長波紅外波段，在軟件中設置紅外波長的光源，精確設定其波長范圍、輻射強度等參數。光源模型須充分考慮冷反射的物理本質——探測器本身的低溫輻射經光學表面反射后返回探測器。為此，可在探測器入瞳處設置環形冷屏輻射源，模擬制冷探測器的實際輻射特性，確保仿真結果與實際物理過程吻合。
同時，對光線追跡的相關參數進行優化，包括追跡光線數量、追跡精度等，以保證光線追跡結果的準確性與可靠性。
? 光線追跡與數據采集
完成上述設置后，使用OAS軟件的核心光線追跡功能。OAS基于表面的非序列光線追跡技術，采用蒙特卡洛原理追跡隨機分布的幾何光線或波動光束，以圖形化方式顯示光線、幾何體及分析結果。
軟件依據設定的參數，模擬紅外光線在長波紅外熱成像鏡頭中的傳播路徑，精確計算光線在各個光學表面的反射、折射情況。在追跡過程中，軟件實時采集光線與光學系統相互作用的數據，為后續分析提供全面的數據基礎。
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< 培訓時間 >
報名開放時間：具體時間見【UEOTEK】公眾號發布培訓詳情咨詢：
電話：027-87878386郵箱：market@ueotek.com報名方式：
請掃描下方二維碼進行報名咨詢
< 定制培訓 >
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· 光學設計軟件
· 成像設計培訓
· 手機鏡頭設計
· 紅外鏡頭設計
· HUD 設計
· 光柵設計
· AR / VR
· 照明設計
· 雜散光設計
· 激光、光纖耦合設計
· SolidWorks 軟件培訓
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【第四講】《SYNOPSYS? 光學鏡頭設計基礎及進階》系列直播課程 4月21日開播
系列直播課程《SYNOPSYS? 光學鏡頭設計基礎及進階》已經連播三周；如果您錯過了直播或需要看回放，請私聊獲取前三次課程視頻。
開課時間 ：2020年4月14日(周二)15：00 — 16：00
此課程共8-12講（根據大家學習情況調整進度）；
每次課程45分鐘直播+15分鐘群內答疑。
系列課程大綱
1.SYNOPSYS中鏡頭設計和優化的基本概念
示例：定義和優化雙膠合透鏡
光線瞄準和漸暈(介紹worksheet)
2.公差分析和定義透鏡的邊緣形狀
①降低公差靈敏度
②斯密特望遠鏡和卡塞格林望遠鏡設計
③非球面介紹
④自動增刪鏡片介紹
3.全局搜索方法
①使用自動搜索(DSEARCH) 設計緊湊塑料非球面相機鏡頭系統
②SYNOPSYS中非球面設計的基本概念 (非球面設計)
③使用DSEARCH用于非球面相機鏡頭，玻璃模型優化為真實玻璃
④DSEARCH是什么? DSEARCH的例子 (廣角鏡頭)
⑤SYNOPSYS中用ZSEARCH設計變焦鏡頭，CAM曲線
⑥無熱化設計和紅外鏡頭的無熱化
⑦無熱化鏡頭設計和GSEARCH玻璃材料優化
⑧自由曲面系統設計
主講人
：武漢墨光資深光學工程師
展開 回顧 | SYNOPSYS? 每月一題（第四期）線上研討會：手機鏡頭初始結構自動設計
沒有墨光工作人員聯系方式的小伙伴請掃下方二維碼獲取第四期線上研討會回放視頻，已有的小伙伴可以直接和我們的工作人員聯系獲取回放視頻：
為了大家能深度參與其中，更好的使用軟件，也能夠學到不同方向的光學設計，在不泄密的前提下，向大家征集設計指標，作為我們每次發布的題目，可以是以下任何類型鏡頭：紅外鏡頭、手機拍照模組、放大鏡，投影鏡頭，監控鏡頭，顯微鏡、內窺鏡、VR/AR光學系統、照相機等以及沒有提到的系統；只要有基礎指標就行。
愿意提供設計指標的朋友可以掃碼填寫您的設計指標
點擊?? SYNOPSYS?光學設計軟件 了解該軟件
展開 回顧 | SYNOPSYS? 每月一題（第五期）線上研討會：FP測風儀光學系統設計
沒有墨光工作人員聯系方式的小伙伴請掃下方二維碼獲取第五期線上研討會回放視頻，已有的小伙伴可以直接和我們的工作人員聯系獲取回放視頻：
為了大家能深度參與其中，更好的使用軟件，也能夠學到不同方向的光學設計，
在不泄密的前提下，向大家征集設計指標，作為我們每次發布的題目
，可以是以下任何類型鏡頭：紅外鏡頭、手機拍照模組、放大鏡，投影鏡頭，監控鏡頭，顯微鏡、內窺鏡、VR/AR光學系統、照相機等以及沒有提到的系統；只要有基礎指標就行。
3D成像技術和CMOS傳感器的發展方向簡析
另外，由于借助不可見的紅外光，TrueDepth還支持在黑夜等暗光環境下使用。
表1蘋果近幾年收購的3D成像技術公司
TrueDepth 3D相機除了能夠獲取平面圖像以外，還可以獲得拍攝對象的深度信息，即三維的位置及尺寸信息，其通常由多個相機+深度傳感器組成，硬件復雜度較高，因此，iPhoneX在正面屏幕頂部開了個“齊劉?！保▓D6）。
TrueDepth是一款集成了五個子模塊的復雜組合體（圖6）。這五個子模塊分別是：近紅外相機（STM提供）、TOF測距傳感器＋紅外泛光照明器（STM提供）、RGB相機（LG Innotek提供模組，索尼提供圖像傳感器）、點陣式投影器（ams提供）和彩色／環境光傳感器（ams提供），該3D相機模組使用柱形凸塊連接近圖像傳感器以及包括四個透鏡的光學模塊。
iPhoneX實際進行人臉識別的過程非常復雜，不過可以簡化成以下幾個步驟。
1）檢測物體靠近。當人臉靠近時，首先工作的是距離感應器，它將會告訴iPhoneX是否有物體靠近；2）檢測用戶臉部。泛光感應元件采用垂直腔面發射激光器（VCSEL）對前方物體進行掃描，由紅外鏡頭接收信息，并傳給A11芯片神經網絡系統進行判斷，識別為臉部后再進行下一步操作；3）獲取3D人臉信息。點陣投影器（結構光發射器）通過將30000多個肉眼不可見的近紅外光點投影在人的臉部，繪制成獨一無二的面譜；4）結構光接收。紅外鏡頭則讀取點陣圖案，捕捉它的紅外圖像，為用戶人臉繪制精確細致的深度圖，然后將數據發送至A11以確認是否匹配，匹配度滿足蘋果設置的要求后手機就能實現解鎖。
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