SYNOPSYS 如影相随
6E9/z 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:
#VVfHCy 1 专利 ;
gFTlP 2 期刊论文 ;
uU^iY$w 3 教材;
y*v|q= 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
!ab ef.%: 5 光学论坛;
~-B+7 6 积累,经验总结;
m4Ue) 7 PW法;
a;M{-G 8 组合法;
^5(d^N 其中,方法1~5适用于初学者,方法6适用于具有一定工作年限的设计师,方法7适用于理论计算能力强的人,方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点:
P|]r*1^5 @2*Q*
Vo6g /h?` vAqj4:j 当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时,醉后不知天在水,满船清梦压星河。醉翁之意不在酒,在乎山水之间也,让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同,独具匠心的功能:DSEARCH和ZSEARCH功能,用于无中生有,悦尽霜华,寻一丝期望。
6<R[hIWpZ} "Wr[DqFd DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
ItZYOt|Hn ========================================
G#^0Bh& !3530BM CCD
2A:h&t/|C OFF 98
`u PLyS. CORE 10
Dg{d^>T!_x TIME
a6 0rJ#GD DSEARCH 1 QUIET
*
1xs/$` = SYSTEM
\<09.q<8 ID 3530 BOARD LENS
A^A)arJS OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
%~gI+0HK WA1 .656 .587 .546.486 .436
L[,19;( CORDER 3 1 5
cC NRv$IO\ WT1 1 1 1 1 1
D|Wlq~IpQ UNITS MM
zNdkwj p+ END
~id:Rh>o ;ko6igx)+ GOALS
oD1k7Gq1 ELEMENTS 8
$(]nl%<Q FNUM 【Fno】
IF\ @uo` BACK 0 0
0y?;o*&U\ STOP MIDDLE
KB(W'M_D\ STOP FREE
%Ta"H3ZW RSTART 100 60 200400
W I MBwmg THSTART 6
w>=N~0@t ASTART 6
1 <+aF, RT 0.75
't0M+_J FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
;FRUB@: FWT 1 1 1 1 1
oOU_
Nay NPASS 50
:zLf~W ANNEAL 200 20 Q
|5O>7~Tp COLORS 3
n-yUt72 SNAPSHOT 10
.g\Oj0Cbxh QUICK 50 50
D&D6!jz END
lv'WRS'} zyUS$g]& SPECIAL AANT
v^8sL` F LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
x3+{Y LLL 6 1 1 A BACK
q!@!eC[b LUL 35 1 1 A TOTL
[|=M<>?[ b/]4#?g END
,m5i(WL GO
J'$NBws TIME
r9'[7b1l ========================================
/UK]lP^w]! 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
^jwzCo- 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
J:Qx5;b; 【Fno】=3
d(d<@cB9 ,aC}0t 将上述变量填入数字即可。
] \_tO 下面总结几种视场角的表示方法
s(3HZ>qx; 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
XGH:'^o_ 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
HbsNF~; Oh p@ZJ!a? 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
f!w/zC . 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
aaT3-][ \\#D!q* 情形三、广角镜头专用
*qy \%A OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
KGg
S"d h%ys::\zF 情形四、
YRX^fZ-b OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
Babzrt- M-Efe_VRQc 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:
C1=&Vm>g+ 1 ELEMENTS 原件数量
76)"uqv1x 2 RSTART 半径初始值
cOX )+53 3 THSTART
$sda'L5^p 4 ASTART
sA|SOAn 5 SPECIAL AANT
fJc( ;Jg$C~3tf 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。
phjM(lmCo RBn/7 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
hQm=9gS 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。
vjx'yh| `y.4FA4"8 2 运行使用现象
?%hd3zc+f 笔者软件运行环境说明
WF~BCP$OR 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
B?=R= p 处理器:i7-7700HQ CPU
!~~KM?g 内存:8.00 GB
K {v^Y,B t8EI"| 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。
jeRE(3'Q
A'z]?xQR 解决方案:重启软件
c-XO}\? y1%OH#:duD 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。
w+
!c9 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。
~&D
=;M/
lt6wmCe ;P)oKx 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
rCDt9o>
qm!oJL mB_?N $K 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。