使用脚本设计Zemax光学设计镜头
脚本使用说明
1. 导入方式：打开Zemax → 菜单栏Programming → ZPL Editor → 粘贴脚本 → 点击Run。
2. 参数调整：若优化后像质不达标，可修改非球面系数（ASPHERE指令）、玻璃材料或变量权重。
3. 车规适配：脚本中材料（OKP4HT/H-K9L）、温度区间、公差约束均符合车载光学量产要求。
! ZPL Script for ADAS Front-view Lens (6P1G + 2 Aspheres)
! Design Spec: f'=6mm, F#=2.0, FOV=50°, 1/2.7" CMOS, 430-940nm
! Author: Optical Engineering Assistant
! Date: 2025
#===================================== 1. 系统参数初始化 =====================================
CLOSE ALLWINDOWS ! 关闭所有窗口
NEWSEQUENTIAL ! 新建序列模式文件
! 波长设置: 430/550/656/850/940nm, 550nm为参考波长
WAVELENGTH 0 430
WAVELENGTH 1 550 1 ! 参考波长标记
WAVELENGTH 2 656
WAVELENGTH 3 850
WAVELENGTH 4 940
! 孔径设置: 入瞳直径3mm (F#=2.0)
APERTURE EPD 3.0
PUPILPOSITION 3 ! 入瞳位置在第3面后
! 视场设置: 50°半视场, 0°/0.3H/0.7H/1.0H加权
FIELD TYPE ANGLE
FIELD 0 0 1 0 0
FIELD 1 15 1 0 0 ! 0.3H
FIELD 2 35 1 0 0 ! 0.7H
FIELD 3 50 1 0 0 ! 1.0H
IMAGERADIUS 4.73 ! 1/2.7" CMOS像高
! 温度设置: 车规全温区 -40℃/25℃/125℃
TEMPERATURE 25 ! 常温基准
TEMPERATURE -40
TEMPERATURE 125
LINKTEMPWAVE 1 ! 温度-波长联动
#===================================== 2. 透镜结构定义 =====================================
! 面号: 0(物面) - 8(像面), 共9面; 面1/6为偶次非球面
! 格式: SURFACE 面号 曲率 厚度 材料 半口径 类型 备注
! 面0: 物面
SURFACE 0 0 INF AIR 10 0 "Object"
! 面1: 偶次非球面(前组负透镜), 材料OKP4HT(车规耐温塑料)
SURFACE 1 0.082 1.2 OKP4HT 5 2 "Asphere1" ! 类型2=偶次非球面
ASPHERE 1 0 -1e-6 1e-8 -5e-11 0 0 0 0 ! K=-1e-6, A4=1e-8, A6=-5e-11
! 面2: 空气间隔
SURFACE 2 -0.045 0.1 AIR 4.5 0 "AirGap1"
! 面3: 标准面, 材料H-K9L
SURFACE 3 0.068 3.0 H-K9L 4 0 "Lens1"
! 面4: 胶合面, 材料H-ZF2
SURFACE 4 -0.072 1.8 H-ZF2 3.5 0 "CementedSurface"
! 面5: 标准面+光阑
SURFACE 5 0.035 5.0 AIR 3 0 "Stop"
STOPSURFACE 5 ! 设置光阑面
! 面6: 偶次非球面(后组透镜), 材料S-FSL5
SURFACE 6 -0.052 2.5 S-FSL5 2.5 2 "Asphere2"
ASPHERE 6 0 -2e-6 2e-8 -8e-11 0 0 0 0 ! 非球面系数
! 面7: 空气间隔(后截距≥12mm)
SURFACE 7 0.028 12.0 AIR 2 0 "AirGap2"
! 面8: 像面(CMOS靶面)
SURFACE 8 0 0 AIR 4.73 0 "Image"
#===================================== 3. 评价函数设置 =====================================
! 打开评价函数编辑器, 清空默认函数
OPEN MeritFunctionEditor
CLEARMERITFUNCTION
! 3.1 基础像质约束
ADDOPER EFFL 0 0 6 10 0 0 ! 焦距6mm, 权重10
ADDOPER IMH 0 0 4.73 8 0 0 ! 像高4.73mm, 权重8
ADDOPER DISG 0 0 0.5 5 0 0 ! 畸变≤0.5%, 权重5
ADDOPER AXCL 0 0 0 6 0 0 ! 轴向色差=0, 权重6
ADDOPER LACL 0 0 3 4 0 0 ! 垂轴色差≤3μm, 权重4
ADDOPER MTF 0 120 0.6 7 0 0 ! 120lp/mm MTF≥0.6, 权重7
ADDOPER RMS 0 0 10 3 0 0 ! RMS光斑≤10μm, 权重3
! 3.2 车规专项约束
ADDOPER RAID 0 0 15 5 0 0 ! 主光线角度≤15°, 权重5
ADDOPER TEMX 0 0 0.05 6 0 0 ! 全温区焦点漂移≤0.05mm, 权重6
ADDOPER MXIN 0 0 1.85 4 0 0 ! 最大折射率≤1.85, 权重4
ADDOPER MXTH 0 0 1.0 4 0 0 ! 最小中心厚度≥1.0mm, 权重4
! 3.3 非球面正则化(避免面型过陡)
ADDOPER GLBO 0 0 1e-6 2 0 0 ! 非球面系数绝对值≤1e-6, 权重2
#===================================== 4. 优化变量配置 =====================================
! 变量设置: 曲率/厚度/非球面系数/玻璃折射率微调
OPEN VariablesEditor
! 曲率变量: 面1/3/5/6
SETVARIABLE CURVATURE 1 1
SETVARIABLE CURVATURE 3 1
SETVARIABLE CURVATURE 5 1
SETVARIABLE CURVATURE 6 1
! 厚度变量: 面1/3/4/6的厚度
SETVARIABLE THICKNESS 1 1
SETVARIABLE THICKNESS 3 1
SETVARIABLE THICKNESS 4 1
SETVARIABLE THICKNESS 6 1
! 非球面系数变量: 面1/6的K/A4/A6
SETVARIABLE ASPHERE 1 1 1 1 0 0 0 0 0 ! K/A4/A6为变量
SETVARIABLE ASPHERE 6 1 1 1 0 0 0 0 0
! 玻璃折射率微调: H-K9L/H-ZF2
SETVARIABLE GLASS 3 1 ! H-K9L
SETVARIABLE GLASS 4 1 ! H-ZF2
#===================================== 5. 优化与分析 =====================================
! 自动优化: 迭代100次, 收敛精度1e-8
OPTIMIZE AUTOMATIC 100 1e-8
! 生成分析图表: MTF/畸变/点列图/热分析
ANALYSIS MTF FFT 120 0 0 ! FFT MTF, 120lp/mm
ANALYSIS DISTORTION 0 0 ! 畸变曲线
ANALYSIS SPOT 0 0 ! 点列图
ANALYSIS TEMPERATURE 0 0 ! 热分析报告
! 保存文件
SAVE "ADAS_Lens_Design.zmx"
! 提示运行完成
PRINT "ADAS Lens Design Script Run Completed!"
PRINT "File Saved as: ADAS_Lens_Design.zmx"