车载监控镜头是一种安装在汽车内部或外部的视频监控设备，用于记录车辆周围的情况。它通常由摄像头、录像设备和相关的数据存储系统组成。这些监控镜头具有多种功能和用途。本文将展示如何使用光学设计软件对车载监控镜头的专利进行复原以及进一步的优化，本文中所采用的专利文件仅仅是此设计的起始点。

车载监控镜头是一种多功能的设备，不仅可以提高车辆的安全性和安全性，还可以保护车辆和乘客的安全，并提供重要的证据和数据以解决各种问题和争议。

车载监控镜头的光学特性是其在设计和性能方面的关键特征。以下是一些典型的光学特性：

• 1. 分辨率： 衡量监控镜头图像质量的重要指标。高分辨率的镜头可以提供更清晰、更细节丰富的图像。
• 2. 视场角： 它决定了监控镜头能够覆盖的区域大小。广角镜头可以覆盖更广阔的区域。
• 3. 光学变焦： 允许镜头调整焦距以变焦到不同的距离，从而适应不同的监控需求。
• 4. 光圈：而较小的光圈则有助于调整景深并提高图像的清晰度。
• 5. 透镜质量： 优质的透镜可以减少光线散射和畸变，提供更清晰和准确的图像。
• 6. 低光性能： 衡量监控镜头在低光条件下的性能。

本文采用专利文件 CN 115145006 A 的镜头结构作为初始结构进行，在光学镜头设计中，采用这种方式是常用的方法。

车载监控镜头的光学特性直接影响其在不同监控场景下的性能和适用性。选择合适的光学特性可以确保镜头能够提供清晰、准确的监控图像，并满足特定的监控需求。

CAXCAD 在进行数据输入的过程当中，不用一个一个数据输入。而是可以直接批量复制粘贴的。

对于科学计数法的格式也可以批量复制粘贴。

需要有合适的玻璃裤可以使用，尤其是针对塑胶材料。

设置对应的视场以及其他系统参数，包括光圈。

利用软件中的玻璃快速查找功能，快速寻找匹配的材料。

具体的方法可以参考知识库的这篇文章：如何使用 CAXCAD 快速实现不同厂家的玻璃替换

对于已经查找到的玻璃材质进行反向确认，来对比折射率等信息。

在这个实例中，去除所有的高次非球面系数。以及二次系数，作为设计的初始结构。

根据镜头的焦距参数设置如下，评价函数。

再将曲率半径以及二次系数作为变量进行优化。

可以很快的得到如下结构信息。

此时的评价函数数值如下

初步优化后的点列图和MTF

设置高次非球面的系数4和第6阶为变量

进行优化后得到如下的镜头和评价函数。

加入第8次和第10次向的非球面系数作为变量。

因为二次系数通常会引起镜头形状的非规则变形，因此可以去除二次系数的变量。

此时优化前的外形如下，

进行大约13秒左右的优化，就可以让评价函数显著下降。

优化后的外观图如下，

光斑图的数值达到了非常好的状态

MTF的数值也显著提升

此时也可以采用快速的光线追击算法

配合Vignet的设置。

我们会发现优化的速度可以大大提升。

关于光线瞄准的类型，请参考文章：如何使用 CAXCAD 的光线瞄准 Ray Aiming

设计优化最终所得到的结果如下所示

以上仅对监控车载镜头以专利为基础进行简单的，快速的优化，就得到了非常好的结构。CAXCAD 光学设计软件拥有非常高效率的优化算法，让这项工作变得更加轻松。

如果你对本文感兴趣，请和我们联系，我们会给您提供镜头设计的更多文件。

参考文章：

如何使用 CAXCAD 的光线瞄准 Ray Aiming？