SYNOPSYS 如影相随 ~$:=h T1
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： Df_*W"(v
1 专利 ； -wUw)gJbM
2 期刊论文 ； HqKI|^
3 教材； ,V{C y`bi
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； )9?
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5 光学论坛； wTK>U`o
6 积累，经验总结； 3tAX4DnYrq
7 PW法； Eh K5 <v}
8 组合法； }`*DMI;-
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： U5pg<xI
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2/M:KR
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。 qGH\3g-
z*BGaSX %
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 (J,^)!g7
======================================== , \
6*fXc
!3530BM CCD %3A~&
OFF 98 :rhh=nHgn
CORE 10 1 wB2:o<
TIME c>pbRUMH
DSEARCH 1 QUIET />[X
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kjOPsz*0
SYSTEM zv[pf D7a
ID 3530 BOARD LENS [G>U>[u|
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 DC6xet{
WA1 .656 .587 .546.486 .436 V-.Nc#
CORDER 3 1 5 jZLD^@A P
WT1 1 1 1 1 1 f{j (H?5
UNITS MM JMIS*njq^
END >wJt# ZB
UYW{A G2C
GOALS n\G88)Dv`V
ELEMENTS 8 8
DE%ot
FNUM 【Fno】 =V(|3?N
BACK 0 0 hm+,o_+
STOP MIDDLE .6xIg+
STOP FREE _8eN^oc%
RSTART 100 60 200400 QGI_aU
THSTART 6 2\, h "W(
ASTART 6 =p29 }^@@t
RT 0.75 xY,W[?3CY
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 u#s b r8Y
FWT 1 1 1 1 1 z=/xv},
NPASS 50 g (:%E
ANNEAL 200 20 Q %\ef
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COLORS 3 ="Sa>-d o,
SNAPSHOT 10 ) |SmB YV
QUICK 50 50 etk@ j3#
END *4oj ' }
t3b64J[A{
SPECIAL AANT ?O!'ZZX
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 vx&r
LLL 6 1 1 A BACK k,UezuV
LUL 35 1 1 A TOTL ^:F |2
T~" T%r
END 1deNrmp %
GO <!qv$3/7
TIME JVx
,1lth
======================================== VM [U&g<8n
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° !W3bHy:C"
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 )of?!>'S[
【Fno】=3 "spAYk \
\ Rff3$
将上述变量填入数字即可。 a O'lk
下面总结几种视场角的表示方法 +_h1JE_}D
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 Y
Cbt(nmr
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 0-!K@#$>=
/ Q8glLnM
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 > lg-j-pV
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 *#n?6KqZ
XKEd~2h<y
情形三、广角镜头专用 @=kDaPme92
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 ,b/qcu_|-
A,4|UA?-
情形四、 E)h&<{%
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 6JYV C>i
00d<V:Aoy
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数，选择合适的视场表示方式，修改代码参数。关闭98开关，通过试跑，不断的调整参数和权重，特别以下几个： G6?+Qz r
1 ELEMENTS 原件数量 [LHx9(,NM
2 RSTART 半径初始值 0s#`H
3 THSTART yS)73s/MrY
4 ASTART |re>YQ!zd
5 SPECIAL AANT >,V~-Tp
2V*<HlqOif
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 (g8<"<
N?
1dg y-$H~
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： ,( ?q
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。 Q lmZ4fT[r
t|ih{0
2 运行使用现象 |_7AN!7j
笔者软件运行环境说明 H ]X Y
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 MI,b`pQ
处理器：i7-7700HQ CPU `- \J/I
内存：8.00 GB !N@d51T=N
9
Z 5!3
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。 #_b
U/rk)*
4%( \y "T
解决方案：重启软件 s$,gM,|cK
3wQUNv0z
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。 l; ._
?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。 yX' f"*
%FDv6peH
dV( "g],
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 :'pLuN
b,8\i|*!f
~rN:4Q]/
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。
