SYNOPSYS 如影相随
2&J)dtqz 心有山水,学而不废。
光学设计,是一个传统又新奇的学科,既有经验上的感觉,又有理论上的束缚。简直是让人对它咬牙切齿,又爱又恨!对于一些初学者或者是从业不久的设计师,往往不知所措。早期
光学设计主要依靠PW法计算初始结构,随着
软件技术的成熟,出现了诸如
ZEMAX、CODEV等光学设计软件?但是这些软件都是依托于初始结构。常规初始结构的来源主要有以下几个方向:
XfIJ4ZM5 1 专利 ;
]JQULE) 2 期刊论文 ;
b4Ekqas 3 教材;
BDQsP$'6QT 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
4 s9LB 5 光学论坛;
nQ3A~ () 6 积累,经验总结;
n|yO9:Uw< 7 PW法;
C~exi[3 8 组合法;
w7&A0M 其中,方法1~5适用于初学者,方法6适用于具有一定工作年限的设计师,方法7适用于理论计算能力强的人,方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点:
ZXPX,~ 5o A?OQE9' B^}yo65I Pr
C{'XDlU 当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时,醉后不知天在水,满船清梦压星河。醉翁之意不在酒,在乎山水之间也,让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同,独具匠心的功能:DSEARCH和ZSEARCH功能,用于无中生有,悦尽霜华,寻一丝期望。
_
jlRlt j3ls3H& DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
+:/%3}` ========================================
b"
[|:F>P !3530BM CCD
HTTCTR OFF 98
pT6$DB# CORE 10
_+3::j~;m TIME
Qn2&nD%zi DSEARCH 1 QUIET
&mM0AA'\?H vW@=<aS Z SYSTEM
<9b&<K: ID 3530 BOARD LENS
` 5>b:3 OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
Ab;.5O$y WA1 .656 .587 .546.486 .436
)0k53-h& CORDER 3 1 5
G=bCNn< WT1 1 1 1 1 1
)fAUum UNITS MM
'dc#F3 END
u_Z+;{]Pj <wHP2|<l* GOALS
Yx`n:0 ELEMENTS 8
b|(:[nB FNUM 【Fno】
8H`[*|{' BACK 0 0
llDkJ)\
STOP MIDDLE
`XDl_E+>l STOP FREE
uhq8 RSTART 100 60 200400
w&.aQGR# THSTART 6
7a}k ASTART 6
F((4U"
RT 0.75
#Bw0,\ FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
q ZZK#,Qb FWT 1 1 1 1 1
cm+P]8o%{ NPASS 50
j5h-dK ANNEAL 200 20 Q
B`sAk
% COLORS 3
62NsJ<#> SNAPSHOT 10
pQQH)`J|t
QUICK 50 50
/g.U&oI]D END
asqV~n b\5F ]r SPECIAL AANT
"ocyK}l.?
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
tQ601H>o LLL 6 1 1 A BACK
yIE!j%u LUL 35 1 1 A TOTL
IAyp 2 ez[Vm:2K END
Zb#u0Tq GO
8xMX TIME
qcRs$-J ========================================
dD@(z:5M\ 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
c[s4EUG 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
[_:nHZb 【Fno】=3
3iU=c&P #s9aI_ 将上述变量填入数字即可。
f,Ghb~y 下面总结几种视场角的表示方法
CU~PT. 情形一、工作距离为无穷远角度表示,常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜
4{Z)8;QX 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
$Z>'Jp K|s,ru 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
kSo"Ak! 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
[.}oyz;}N /Gfw8g\} 情形三、广角镜头专用
:MDKC /mC OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
'O-"\J\ M'l ;: 情形四、
nT)vNWT= OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
o<!?7g{ .o}v#W+st 笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标
参数,选择合适的视场表示方式,修改代码参数。关闭98开关,通过试跑,不断的调整参数和权重,特别以下几个:
@[v~y"tE} 1 ELEMENTS 原件数量
{Hk}Kow 2 RSTART 半径初始值
W(/h Vt 3 THSTART
lUMdrt0@z 4 ASTART
%N_%JK\{@ 5 SPECIAL AANT
)WFr</z5bA NyuQMU 对于DSEARCH尽可能的减少约束,让系统充分发挥潜力,寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。有时候呢,近在咫尺,却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦
光学系统,创造具有一定潜力的初始结构,在经过后期的
优化,逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性,因为远心镜头总长口径一般要求不高,Fno数值又大,通过DSEARCH,可以比较轻松的找到合适的结构,再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH,适用于变焦光学系统,同理为光学设计师提供了初始解,显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。
xe$_aBU "J3x_~,[4m 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
P1f[%1 1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌,操作系统(W7 W8 W10 W11) 64位。
?Ss!e$jf L{Vqh0QD& 2 运行使用现象
r,2g^K)6 笔者软件运行环境说明
3T0"" !Q 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
eJ81-!) 处理器:i7-7700HQ CPU
~7Ux@Sx; 内存:8.00 GB
H" 7u7l mXs; b
2r^ 存在现象:使用PAD 命令打开Layout显示图,无法完整显示窗口,最小化、最大化、关闭按钮不可见,无法将其关闭。
Qe(:|q_ 1yY0dOoLG) 解决方案:重启软件
_GPl gp: ]
@fk] ]R 3 功能上,期望Dsearch可以多出一些模式,满足实际不同镜头类型需求。
E&:,oG2M 模式一:DN镜头类型,
波长为多重结构的日夜两用镜头DSEARCH,属性可以设置为。
o3}3p]S\ r#mx~OVkk q-d:TMkc 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
( &x['IR sW8dPw
O r9G>jiw8 模式三:针对紫外光学级镜头搜索的 Dsearch。由实际设计经验可知,紫外光学系统主要由两种材料构成,正好和计算机的0 和 1相似。材料的选择只有两种可能,在配合不同半径 TC AC的初始解。通过设定光学系统的片数,程序可以把所有排列组合穷尽,找到满足光学指标的可能解,极大的降低了紫外光学镜头设计难度。