SYNOPSYS 如影相随
U bpg92 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:
&8.z$}m 1 专利 ;
!fif8kf 2 期刊论文 ;
Y}*Ctdrl 3 教材;
\y<+Fac1S 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
s'_$j$1 5 光学论坛;
&<m
WA]cAL 6 积累,经验总结;
v UJ sFR 7 PW法;
)vxVg*.Ee 8 组合法;
T`j 其中,方法1~5适用于初学者,方法6适用于具有一定工作年限的设计师,方法7适用于理论计算能力强的人,方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点:
H74NU_ ye9QTK6$,
Es_SCWJ _zAc 5rS 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。
3Ro7M=] K1CMLX]m DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
R?i-"JhW ========================================
<$Xn:B<H !3530BM CCD
ntd
":BKi OFF 98
#IcT
@( CORE 10
>0[qi1 TIME
^2P;CAjj-
DSEARCH 1 QUIET
9$}+-Z >7eu' SYSTEM
Qq6%53 ID 3530 BOARD LENS
.f [\G*
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
#nt<j2}m WA1 .656 .587 .546.486 .436
a'(lVZA; CORDER 3 1 5
e/ppZ> WT1 1 1 1 1 1
KHiYV UNITS MM
zcbA) END
+X4ttv GZ-n!
^ GOALS
E}E7VQjM ELEMENTS 8
=D;UMSf FNUM 【Fno】
jp\JwE BACK 0 0
.'+|>6eU STOP MIDDLE
_,Io(QS STOP FREE
~j\;e RSTART 100 60 200400
k,o=1I THSTART 6
H znI R ASTART 6
_r^G%Mvy| RT 0.75
u/K)y:ZZ FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
SvCK;$: FWT 1 1 1 1 1
c9/
'i NPASS 50
A@lhm`Aa ANNEAL 200 20 Q
FlM.D u COLORS 3
jtlDS f# SNAPSHOT 10
mw%[qeLV QUICK 50 50
`"1{Sx. END
P,+0 V9);kD SPECIAL AANT
P+D|_3j LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
\5v=pDd4g LLL 6 1 1 A BACK
Ve')LY< LUL 35 1 1 A TOTL
)PanJHtU XJV3oj END
/(z0I.yE GO
h)aWerzL TIME
tS*^}e* ========================================
UC<[z#]\; 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
g~WNL^GGS 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
}rb ]d'| 【Fno】=3
K.sj"#D ~6Ee=NaLzP 将上述变量填入数字即可。
kcZ;SYosj 下面总结几种视场角的表示方法
<o"D/<XnB3 情形一、工作距离为无穷远角度表示,常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜
xN":2qy#T 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
T(fR/~:z? "ZK5P&d 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
=G3J.S*Riy 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
Duo#WtC
XiZ Zo 情形三、广角镜头专用
C.TCDl OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
%<#$:Qb. ]$`s}BN 情形四、
NiQc2\4% OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
\]d*h]Hms R4J>M@-0v 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:
PtVNG 1 ELEMENTS 原件数量
w[$Wpae 2 RSTART 半径初始值
r~BQy' 3 THSTART
9@&Z`b_ 4 ASTART
} C2i#;b 5 SPECIAL AANT
[HZCnO|N qh'f,#dI} 对于DSEARCH尽可能的减少约束,让系统充分发挥潜力,寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。有时候呢,近在咫尺,却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦
光学系统,创造具有一定潜力的初始结构,在经过后期的
优化,逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性,因为远心镜头总长口径一般要求不高,Fno数值又大,通过DSEARCH,可以比较轻松的找到合适的结构,再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH,适用于变焦光学系统,同理为光学设计师提供了初始解,显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。
F|3FvxA N<i Vs 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
Xrzh*sp 1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌,操作系统(W7 W8 W10 W11) 64位。
RX<^MzCDV (nZ=9+j]d 2 运行使用现象
TB3T:A>2 笔者软件运行环境说明
cB"F1~z 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
bz,cfc;?$ 处理器:i7-7700HQ CPU
2b&;Y /z 内存:8.00 GB
{XUfxNDf '9F{.] 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。
=)UiI3xHk
K]]rOF 解决方案:重启软件
<OO/Tn'a D8Waf 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。
{&j{V-}f 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。
g!|E!\p
fkUH]CdaB ]j#$. $q 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
%TggNU,
eR
2T<7G "aO, 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。