利用lighttools實現雜散光仿真

一、認識鏡頭雜散光

雜散光:攝像鏡頭形成物體的實像時, 除了成像光線,還有其他非成像光線在光學系統像面上擴散,這些非成像光線就叫做雜散光,雜散光可分為鬼像和雜光。

鬼像:鬼像是由透鏡表面的反射引起的,且反射次數必定是偶數,最終在傳感器上成的像;

雜光:由鏡頭內機構件、有效口徑外的反射或散射光線在傳感器上成的像。







雜散光產生的原因

□ 灰塵沾染光學件(如soma、墊圈、鏡片、濾光片)。 

□ 光學元件損傷,或光學元件產生的其他缺陷。

□ 嚴重的漏膠現象。 

□ 孔徑不匹配。 

□ 光學系統相差大。 

□ 黑化處理不當。

二、lighttools實現雜散光仿真

Lighttools功能介紹

LightTools是美國synopsys公司開發的真正意義上的照明解析軟件,已經作為業界標準被廣泛使用。內置三維CAD建模功能,與LightTools其他模塊組合使用,可自由設定反射、透射、散射、偏振、薄膜等光學特性,通過精確的光線追蹤,能夠快速進行照明光學設計,并獲得照度分布,亮度分布,色度分布等計算結果。






Lighttools設計窗口




仿真思路

鏡頭對著物體拍照時,一般都是強光源進入鏡頭后造成雜散光,如右圖,強光源有白天太陽,夜晚路燈,室內燈光等。






輸入參數以及要求:

1. 使用案例庫cooke三片鏡頭;

2. 焦距50mm,總長60.17mm;

3. 物體在無窮遠成像(即光源為平行光);

4. 仿真掃描角度0~60度(鏡頭FOV20度)。




文件導入

Lighttools支持多種格式模型導入:SAT,IGS,STEP......常用的建模格式為STEP,后面以step為例進行建模仿真。

[attachment=11115]





文件導入后模型:



光源建立

光源參數:

1.平行光;

2.波長:480、550、650;權重:0.8、1.0、0.8

3.光源大小需要充滿第一個表面

4.厚度合適即可




新建圓柱表面光源后修改光源參數即可。

接收器建立

接收器參數:

1.圓形接收面;

2.半徑為18mm;

3.位置為60.17;

4.像素比例500*500;

5.圖像分辨率。



表面屬性及材料設定

屬性及材料參數:

1.L1 SK16/L2 F2/L3 SK16;

2.反射率:0.5,透過率99.5(暫定);

屬性設定




材料設定




按照上圖順序打開鏡片材料,將鏡片材料設定與設計檔一樣。

仿真參數設定

仿真參數:

1.光線數量20w;

2.光線閾值10E-7;

3.光線路徑選中收集全部光線;

4.進行光線正向追跡;

5.光線路徑與照度圖進行分析即可。