SYNOPSYS 如影相随 W'3&\}
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： >k:BG{$Kae
1 专利 ； av-l_iE
2 期刊论文 ； J^}w,r *=
3 教材； i%1ny`Q
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； ^Z?X\t
5 光学论坛； dQ&S&SW
6 积累，经验总结； c4]/{!4 Q
7 PW法； O}4(v #
8 组合法； <78]OZ] Z
其中，方法1~5适用于初学者，方法6适用于具有一定工作年限的设计师，方法7适用于理论计算能力强的人，方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点： +Dg%ec
3~zK :(
!ke_?+ 8sY
K+3dwQo
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 @ x9DV{j)V
N|Cx";,|FZ
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 !$ $|zB%
======================================== W<J".2 D
!3530BM CCD W/z\j/Rgc
OFF 98 *?;<buJb?
CORE 10 r?{$k3Vl
TIME "`b"PQ<x
DSEARCH 1 QUIET q1 :Y]Rbe
h8IjTd]z{$
SYSTEM d >ltL`xn
ID 3530 BOARD LENS [;bZQ6JR
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 1J}i :i&
WA1 .656 .587 .546.486 .436 (C< ~:Y?%
CORDER 3 1 5 .C]V==z`[4
WT1 1 1 1 1 1 +&LzLF.bK
UNITS MM )XB31^
END #[.vfG
qT`sPEs;V
GOALS B;SN}I
ELEMENTS 8 S@AHI!"h=V
FNUM 【Fno】 DP2 ^(d<
BACK 0 0 vmI2o'zi
STOP MIDDLE $=>(7 =l_
STOP FREE /:]`TlAb,
RSTART 100 60 200400 '4gi*8Y
THSTART 6 {@T8i ^EI
ASTART 6 pdcP ;.
RT 0.75 Ka[@-XH
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 2ckAJcpEb/
FWT 1 1 1 1 1 J CjQR`)
NPASS 50 ~7Ji+AJA
ANNEAL 200 20 Q !PN;XZ~{
COLORS 3 9zdp 8?T
SNAPSHOT 10 "NU l7ce.R
QUICK 50 50 j, SOL9yg
END 2?3D`
`
^;J@]&[
~
SPECIAL AANT DNsDEU
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 +xqPyR
LLL 6 1 1 A BACK f
wN
LUL 35 1 1 A TOTL mQRQ2SN6
\Mk;Y
END - >DfT*)
GO f_`gUMf
TIME <8U qV.&
======================================== D- )jmz>R
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° FhJ8}at+e
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 nSH
A,c
【Fno】=3 hZ0p /Bdv
lO482l_t
将上述变量填入数字即可。 yZ f+*j/a7
下面总结几种视场角的表示方法 xrbDqA.b
情形一、工作距离为无穷远角度表示，常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 (mq 7{ ;7y
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 =}S*]Me5
65FdA-4
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 b6Jv|1w '
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 "y R56`=
j%%l$i~
情形三、广角镜头专用 #J AU5d
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 NB]T~_?]*
%N\p fZ2\
情形四、 9*!C|gC9Ia
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 8l| v#^v
)A]E :]2
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： "hRw_ <
1 ELEMENTS 原件数量 zx7* Bnu0
2 RSTART 半径初始值 *uYnu|UQH
3 THSTART <y${Pkrj
4 ASTART Rul Zh2C
5 SPECIAL AANT 5.J$0wK' 6
`Q2
`":
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。 iqecm]Z0
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对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： hw`+,_ g
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。 1Yt;1k'
uHdrHP
2 运行使用现象 Wx}+Vq<q
笔者软件运行环境说明 8" Z!: =A
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 }Sa2s&[<
处理器：i7-7700HQ CPU Zf<M14iM
内存：8.00 GB XAuB .)|
p#}38`
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。 \m!swYy
#84 pRU~
解决方案：重启软件 nV I\Or[
zuOx@T ^
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。 O`e0r%SJ
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。 9OB[ig
2Up 1
FFRx
3=9yR* *
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 5#JGNxO
O~F/pJN`
V .; , 1%
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。
