SYNOPSYS 如影相随 B?]^}r
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： /#a$4 }2L
1 专利 ； `c icjA@~
2 期刊论文 ； q&vr;f B2
3 教材； fu`oDi
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； !@Ox %v K
5 光学论坛； D`ZYF)[}J
6 积累，经验总结； 8ViDh
7 PW法； ~ HELMS~-
8 组合法； *]L M2J
其中，方法1~5适用于初学者，方法6适用于具有一定工作年限的设计师，方法7适用于理论计算能力强的人，方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点： <rU(zm
UwLa9Dn^
S&a 44i
<X: 9y
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 i}!CY@sW
<v\|@ @X
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 A
9u9d \
======================================== js{ RaR=
!3530BM CCD uB%`Bx'OW
OFF 98 *+ b[v7
CORE 10 +2vcUy
TIME ]8RcZn
DSEARCH 1 QUIET ?vXy7y&4
%l>^q`p
SYSTEM qwN-VCj
ID 3530 BOARD LENS 5n_<)Ycj
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 Z@ 1rs#
WA1 .656 .587 .546.486 .436 9N9;EY -U
CORDER 3 1 5 E]68IuP@'
WT1 1 1 1 1 1 ?g!)[p`v
UNITS MM Ij" `pdp
END km *$;Nli
c[4Z_5B
GOALS }%%| '8
ELEMENTS 8 Gv <K#@9T
FNUM 【Fno】 $Q62
7
BACK 0 0 ]]Wa. P~]O
STOP MIDDLE #SO9e.yhI
STOP FREE NbSwn }e_
RSTART 100 60 200400 I &4|T<j
THSTART 6 8Np Q"0X
ASTART 6 5{{u #W%=
RT 0.75 [~x
Q l
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 n]| [|Rf1
FWT 1 1 1 1 1 90Q} 9T\
NPASS 50 q$K^E
ANNEAL 200 20 Q Pj^6.f+
COLORS 3 ibEQ5 2
SNAPSHOT 10 =YI<L8@g~
QUICK 50 50 ~/QzL.S;p
END Tc{r}y[)
8USF; k
SPECIAL AANT Qd$d*mwg:
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 A!SHt7ysJ
LLL 6 1 1 A BACK 3HWI;
LUL 35 1 1 A TOTL WG9x_X&XJ
7GpSW M6
END y;uk|#qnPS
GO [5> 0om5
TIME gwNv ;g
======================================== Z>'.+OW
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° {um~]
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 st~f} w@
【Fno】=3 {~ VgXkjsC
#VtlXr>G
将上述变量填入数字即可。 D[ny%9 :
下面总结几种视场角的表示方法 {l! [{
情形一、工作距离为无穷远角度表示，常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 Sa6}xe."M,
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 iN<Tn8-YH6
4?;1cXXA
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 /&a [D 2
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 @32JM S<
hK?uGt
d ?
情形三、广角镜头专用 Xrc0RWXB8
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 YEQ}<\B\&
}m(u o T~
情形四、 (eFHMRMv~
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 *o`bBdZ
c[f
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数，选择合适的视场表示方式，修改代码参数。关闭98开关，通过试跑，不断的调整参数和权重，特别以下几个： "2$C_aE
1 ELEMENTS 原件数量 %3 |0_
2 RSTART 半径初始值 u+kXJ
3 THSTART !'[f!vsyM{
4 ASTART 5'Y @c
5 SPECIAL AANT ]& jXD=a"
`#E1FB2M
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。 fU8 &fo%ER
YOd 0dKe
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： "xi)GH]H_
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。 +<(N]w*
^3^n|T7le
2 运行使用现象 [g` P(?
笔者软件运行环境说明 M 1-n
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 IR(qjm \V
处理器：i7-7700HQ CPU ML9ZS
@
内存：8.00 GB ' D;v>r
!X*+Ct^
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。 @Xts}(L
7o-umZ}8
解决方案：重启软件 BRLrD/8Le
1k EXTs=,
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。 4$oNh)+/h
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。 +mIO*UQi
Tu"bbc
p Wa'Fd
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 W1dpKv
-W38#_y/\
g
4G&
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。
