SYNOPSYS 如影相随 a $%[!vF
心有山水，学而不废。光学设计，是一个传统又新奇的学科，既有经验上的感觉，又有理论上的束缚。简直是让人对它咬牙切齿，又爱又恨！对于一些初学者或者是从业不久的设计师，往往不知所措。早期光学设计主要依靠PW法计算初始结构，随着软件技术的成熟，出现了诸如ZEMAX、CODEV等光学设计软件？但是这些软件都是依托于初始结构。常规初始结构的来源主要有以下几个方向： tY=TY{ RY
1 专利 ； d vxE Xy
2 期刊论文 ； ptQ (7N
3 教材； 1iDo$]TEK
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； H12@12v
5 光学论坛； O+j:L
6 积累，经验总结； fC|u
7 PW法； GA}^Rh`T-
8 组合法； _AbEQ\P{
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： 9#6/c
MT0{hsuK9
g AP}KR#T
FM[To
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。 Y
sV
cvfAa#tq>
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 j}l8k@f
======================================== ]S geZ07
!3530BM CCD AoeW<}MO
OFF 98 N@)~j+Pz
CORE 10 o hlV c%a
TIME R ?s\0
DSEARCH 1 QUIET Bdepvc}[#
#+k[[; 0
SYSTEM T%/w^27E
ID 3530 BOARD LENS -+_&#twU
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 3PffQ,c[~
WA1 .656 .587 .546.486 .436 @D=`iG%
CORDER 3 1 5 &J:)*EjVl5
WT1 1 1 1 1 1 ppKCY4
UNITS MM ]E^f8s0#V
END [^~9wFNtd
|vzWSm
GOALS <vDm(-i3
ELEMENTS 8 NhX.yLb$
FNUM 【Fno】 Sw'?$j^3
BACK 0 0 9YhsJ~"Q
STOP MIDDLE U$uO%:4 %
STOP FREE >~~\==".
RSTART 100 60 200400 G9Tix\SpF
THSTART 6 ?UDO%`X
ASTART 6 x$DJ
RT 0.75 &S]v+wF
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 U{(07GNm#
FWT 1 1 1 1 1 8 GN{*Hg
NPASS 50 Ya 4$7|(
ANNEAL 200 20 Q ^MV%\0o
COLORS 3 5 &= n
SNAPSHOT 10 (=V[tI+Ngt
QUICK 50 50 ,$$$_+m\
END U:hC! t:
0EXNq*=EE
SPECIAL AANT Qpf]3
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 ?GU!ke p
LLL 6 1 1 A BACK uF"`y&go
LUL 35 1 1 A TOTL :G/]rDtd
W[<":NX2
END v *'\w#
GO ,5*xE\9 G
TIME *?Ef}:]
======================================== >]8.xk Qq
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° d<nB=r!*
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 RNtA4rC>#
【Fno】=3 olxP`iK
o f
将上述变量填入数字即可。 ; @~*z4U
下面总结几种视场角的表示方法 \ZZy`/~z*7
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 5zna?(#}
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 "e<.
n
SJ^?D8
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 B?Sfcq-
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 Cbs4`D,
CT%m_l N
情形三、广角镜头专用 PGl -2 Cr
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 N2s%p6RMPD
[;YBX] t
情形四、 BM~niW;k
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 3eP0v
w 1(06A}/
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： D-:<]D:
1 ELEMENTS 原件数量 x]cZm^
2 RSTART 半径初始值 5?0gC&WfN
3 THSTART K(fLqXE%
4 ASTART UDtbfc7bk
5 SPECIAL AANT -8 =u{n
a;(zH*/XK
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。 i9k]Q(o
]pTw]S K
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： U*"cf>dB(
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。 ]Ja8i%LjOG
lA-!~SM v"
2 运行使用现象 810<1NP
笔者软件运行环境说明 9|A -oS
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 < `UG#6z8
处理器：i7-7700HQ CPU 15o
*r
内存：8.00 GB e - ]c
`R52{B#&/
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。 P`I G9
1$D`Z/N"A
解决方案：重启软件 W)msaq,
G,|]a#w&v.
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。 1( 7.V-(G
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。 X+E\]X2
Yj7= T%5
/,N!g_"Z
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 K0RYI69_
^!p< zZ
M:UB>-`bW
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。
