SYNOPSYS 如影相随 oxb #{o9G
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： T'l >$6
1 专利 ； .3&zP
2 期刊论文 ； `|;R}"R;
3 教材； Y`3>i ,S6\
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； 0zaE?d A ]
5 光学论坛； wg *2mo
6 积累，经验总结； n9Z|69W6>
7 PW法； m-UI^M,@<
8 组合法； 0 *q&)
其中，方法1~5适用于初学者，方法6适用于具有一定工作年限的设计师，方法7适用于理论计算能力强的人，方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点： Z| Z447_
>v`lsCGb
0I4RZ.2*Y
hd.^ZD7
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 QdL
;|3K9
o@r+Y
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 |?SK.1pW
======================================== [MYd15
!3530BM CCD ewSFB <
N
OFF 98 <DCrYt!1}c
CORE 10 Ym5q#f)|
TIME auqM>yx
DSEARCH 1 QUIET d$/BF&n
GH ![rK
SYSTEM g6k@E,cI_
ID 3530 BOARD LENS XS]=sfN
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 VC\43A,9
WA1 .656 .587 .546.486 .436 Kgi%Nd
CORDER 3 1 5 AW4N#gt8',
WT1 1 1 1 1 1 9Nglt3J[
UNITS MM -#H> kbs
END _mKO 4Atw
1GVJ3VXt
GOALS ,YJ\
$?
ELEMENTS 8 >z1RCQWju
FNUM 【Fno】 ig] * Z
BACK 0 0 PBb@J'b
STOP MIDDLE T@uY6))>F
STOP FREE pm,& kE
RSTART 100 60 200400 K.n #;|
THSTART 6 Iu^# +n
ASTART 6 W~
XJ ']e
RT 0.75 [ XjJsk,
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 nk]jIR y^T
FWT 1 1 1 1 1 ^_r8R__S:
NPASS 50
DHJh.Y@H
ANNEAL 200 20 Q / NaI Mo 5
COLORS 3 {n=) <w
SNAPSHOT 10 .0S.7w3dZo
QUICK 50 50 gd-4hR
END a1B_w#?8
B5aFt ;Vj
SPECIAL AANT #Na3eHT
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 |f&)@fUI
LLL 6 1 1 A BACK 1g5%Gr/0$5
LUL 35 1 1 A TOTL F_U3+J >
f@+[-y F
END P* XLm
GO a; D{P`%n
TIME R4u=.
======================================== wj9CL1Gx
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° v_"p)4&'
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 ZFNM> C^
【Fno】=3 E8u :Fg s
aR ao\Wp|
将上述变量填入数字即可。 Tk9u+;=6$
下面总结几种视场角的表示方法 mnu4XE#|
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 h S}?"ST|
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 a33}CVG-e3
i) g=Lew
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 ?2_Oa%M
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 Q\ TawRK8
z;@;jQ7
情形三、广角镜头专用 E!&A[TlX\
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 7R[4XQ%
-z./6dQ
情形四、 '+N!3r{G
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 \%z#|oV#<
fGH Ys
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： \R yOexNZ
1 ELEMENTS 原件数量 W# E` h
2 RSTART 半径初始值 k`U")lv
3 THSTART Ol6jx%Je`
4 ASTART ;3OQgKI
5 SPECIAL AANT hC? :XVt
W'u6F- $2
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。 ^A dHP!I
xV[X#.3
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： P? VGY
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。 #\[h.4i
T_|%n F-+
2 运行使用现象 wv>*g:El'
笔者软件运行环境说明 [ X]yj
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 t=o0
#jo
处理器：i7-7700HQ CPU 0B#9CxU%
内存：8.00 GB e3,TY.,Ay
wl1i @&9
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。 {m ~.'DU
[74HUw>
解决方案：重启软件 u9My.u@-*%
W~(@*H
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。 =B<>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。 6MQ+
