SYNOPSYS 如影相随 |Pq z0n=v
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: g]jCR*]
1 专利 ; +%?\#E QJ
2 期刊论文 ; s7s@!~
3 教材; W4$F\y
4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW; U[|o!2$
5 光学论坛; Tzr'3m_
6 积累,经验总结; 2 sK\.yS
7 PW法; <b_?[%(u
8 组合法; Ah_0o_Di
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: o?S!o}
csj4?]gI
Ti&v9re%wO
!NTt'4/F{
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。 !xE@r,'oN
J=Hyoz+9
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 h~s h!W8
======================================== Lrq e:\
!3530BM CCD 3Uy(d,N
OFF 98 ')>D*e
CORE 10 PH>`//D%n?
TIME %a|m[6+O
DSEARCH 1 QUIET Ue(\-b\)
\CrWKBL
SYSTEM :I8HRkp
ID 3530 BOARD LENS 8K2=WYN
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 #A=ER[[
WA1 .656 .587 .546.486 .436 0X4I-xx#
CORDER 3 1 5 "=!sZO?3
WT1 1 1 1 1 1 91M5F$
UNITS MM SHRn$<
END oa6&?4K?F
(lt{$0
GOALS *Qy,?2
ELEMENTS 8 s=hao4v7z
FNUM 【Fno】 OPC8fX5.
BACK 0 0 *H~&hs>k
STOP MIDDLE 0X}0,
STOP FREE +^ `n- m
RSTART 100 60 200400 `_!R;f
THSTART 6 n a+P|'6
ASTART 6 gbziEjRe
RT 0.75 1@xdzKua1
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 _*CbtQb5
FWT 1 1 1 1 1 bVOJp% *s
NPASS 50 >*WT[UU
ANNEAL 200 20 Q Ca
?d8
COLORS 3 70.Tm#qh
SNAPSHOT 10 o8fY!C)
QUICK 50 50 i!yE#zew
END CvRO'
@|<qTci
SPECIAL AANT .q|k459oi
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 ._TN;tR~'
LLL 6 1 1 A BACK \e~5Dx1
LUL 35 1 1 A TOTL a;=IOQ
Fil6;R
END O3tw@ &k
GO 5IfC8drAs
TIME T l8`3`e
======================================== pyp0SGCM:
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° m(IyW734I
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 LvNulMEK
【Fno】=3 _ O;R
dP=,<H#]m
将上述变量填入数字即可。 ^Vg-fO]V
下面总结几种视场角的表示方法 t"P:}ps{?
情形一、工作距离为无穷远角度表示,常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 iH8V] %
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 v(p<88.!m
~W-5-Nl{s
情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
F8|m i`f-
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 ;*cCaB0u
!Y10UmMu
情形三、广角镜头专用 PxA
OKUpI
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 4@QR2K|
C(kL=WD
情形四、 'oF
XNO
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 Qcn;:6_&W
g0#w
4rGF)
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数,选择合适的视场表示方式,修改代码参数。关闭98开关,通过试跑,不断的调整参数和权重,特别以下几个: fWyXy%Qq
1 ELEMENTS 原件数量 L| ;WE=
2 RSTART 半径初始值 i&j]FX6q
3 THSTART !,R=6b$E5
4 ASTART +*wr=9>
5 SPECIAL AANT Ho1 V)T>
9ePom'1f1
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。 -PTfsQk
OO\$'%
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对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许: N v6=[_D
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。 Z29aRi
b8!
2 运行使用现象 q4Mv2SPT
笔者软件运行环境说明 ij?Ww'p9>
操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版 W&v|-#7=6
处理器:i7-7700HQ CPU s7,D}Zz
内存:8.00 GB 3~?m?vj|Y
*!ecb1U5
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。 ZE9.r`
tac\Ki?
解决方案:重启软件 xqfIm%9i}
C8D`:k
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。 6zI}?KZf
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。 vsJDVJ +=
KW/LyiP#
|,tKw4
模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构 3Hi8=*
@@ cc/S
*MQ`&;Qa,
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。