SYNOPSYS 如影相随 $G"PZ7
心有山水，学而不废。光学设计，是一个传统又新奇的学科，既有经验上的感觉，又有理论上的束缚。简直是让人对它咬牙切齿，又爱又恨！对于一些初学者或者是从业不久的设计师，往往不知所措。早期光学设计主要依靠PW法计算初始结构，随着软件技术的成熟，出现了诸如ZEMAX、CODEV等光学设计软件？但是这些软件都是依托于初始结构。常规初始结构的来源主要有以下几个方向： %/oOM\} ++
1 专利 ； D2[wv+#)
2 期刊论文 ； k*-_CO-h
3 教材； HyiuU`
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； Xf:CGR8_
5 光学论坛； fNFdZ[qOd
6 积累，经验总结； Sr) /
Mf
7 PW法； ?#qA>: 2,
8 组合法； w^ui%9
&6H
其中，方法1~5适用于初学者，方法6适用于具有一定工作年限的设计师，方法7适用于理论计算能力强的人，方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点： C:hfI;*7
@ @*->
DvG. G+mo#
+#6WORH0S
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 ci+P g9sS
j^1T3 +
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 e=%7tK*
======================================== `V w 9j,G
!3530BM CCD 'P)xY-15
OFF 98 j+*VP
CORE 10 V(L~t=k$
TIME 8!TbJ VR
DSEARCH 1 QUIET H+F?)VX}oA
OZbwquF@
SYSTEM 6NO=N L
ID 3530 BOARD LENS 8q)2 )p
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 C@buewk
WA1 .656 .587 .546.486 .436 3hmuF6y~
CORDER 3 1 5 x~$P.X7(~
WT1 1 1 1 1 1 $sU?VA'h
UNITS MM ";`ddN3
END ) 3.udx
9*[ !uu
GOALS !#rZ eDmw
ELEMENTS 8 7V 4 iPx
FNUM 【Fno】 RT9fp(6*
BACK 0 0 X-3L4@T:?
STOP MIDDLE T)3#U8sT
STOP FREE , ZD !Qb
RSTART 100 60 200400 9$~D4T
THSTART 6 ' h O+ b
ASTART 6 XZV)4=5iSO
RT 0.75 %N/I;`
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 [dk|lkj@u\
FWT 1 1 1 1 1 /Or76kE
NPASS 50 KofjveOiC
ANNEAL 200 20 Q f4/!iiS}r
COLORS 3 18}L89S>
SNAPSHOT 10 ~NpnRIt
QUICK 50 50 E-*udQ
END #E^ % h
sG}}a}U1
SPECIAL AANT vD:.1,72
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 FDbx"%A
LLL 6 1 1 A BACK E"#<I*b
LUL 35 1 1 A TOTL J0@m
Ol
>Eik>dQ a
END ?TMo6S U
GO PgB=<#9
TIME a+A/l
======================================== K.o?g?&<
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° 6du"^g
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 y|.wL=;
【Fno】=3 q<o A%yR
Cla Yy58v
将上述变量填入数字即可。 E4}MvV=
下面总结几种视场角的表示方法 & |9mM=^
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 ;f?OT7>kN
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 O5_E"um
m( B6FPjr
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 J-Sf 9^G
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 m1 \>v?=K
-| J?-
情形三、广角镜头专用 Qyt6+x L
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 RvDqo d
-W! g>^.
情形四、
pm5Yc @D
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 $N,9 e
bTO$B2eh|
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： Y)BKRS~
1 ELEMENTS 原件数量 ut3jIZ1]
2 RSTART 半径初始值 \Q^\z
3 THSTART 5Tn4iyg;B
4 ASTART Rv.W~FE^
5 SPECIAL AANT qpp:h_E
h2=zvD;
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。 qaw5<
pNVao{::5
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： HeSnj-mtr}
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#(}1Zd
iW* 0V3
2 运行使用现象 C$ZY=UXz!T
笔者软件运行环境说明 8f8+ 3
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 IEC:zmkn
处理器：i7-7700HQ CPU (c(?s`;
内存：8.00 GB xU@Z<d,k
JN|<R%hy
存在现象：使用PAD 命令打开Layout显示图，无法完整显示窗口，最小化、最大化、关闭按钮不可见，无法将其关闭。 27u$VHwb
lD/+LyTa
解决方案：重启软件 #GWQ]r?
vaTXu *
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。 .rxc"fR4_
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。 Sn0?_vH4
yMo@ka=v
fF-V=Zf5
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 )h+JX8K)l
@M,KA {e
?$
Y E
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。
