SYNOPSYS 如影相随
`X =2Ff 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:
pYtvenBy 1 专利 ;
K<3$>/| 2 期刊论文 ;
%. zcE@7* 3 教材;
]Zj6W9]m 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
*1>zE>nlP 5 光学论坛;
C4`u3S 6 积累,经验总结;
/.[;u1z"^ 7 PW法;
:J'ibb1 8 组合法;
Hy_}e" 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:
!alO,P%>r (I) e-1
%"1*,g{ 7wm9S4+| 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。
RjOQSy3 1l~(J:DT DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
(ohza<X;6 ========================================
.ZB/!WiF !3530BM CCD
//ZYN2lT4 OFF 98
L'*P;z7< CORE 10
.&Vyo<9Ck TIME
l5}b.B^w DSEARCH 1 QUIET
%U4w@jp d- wbZ)BR SYSTEM
N@z+h ID 3530 BOARD LENS
l5 FM>q OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
] VN4;R WA1 .656 .587 .546.486 .436
<0,szw CORDER 3 1 5
;M95A WT1 1 1 1 1 1
c<(LXf+61 UNITS MM
g#=~A&4q END
f a9n6uT a9OJC4\ GOALS
EK-Qa<[| ELEMENTS 8
mJ>@Dh3>G FNUM 【Fno】
$?dAO}f3O) BACK 0 0
v7L}I[f STOP MIDDLE
uAWmg8 STOP FREE
#ilU(39e RSTART 100 60 200400
T.=du$ THSTART 6
.hD2g" ASTART 6
icX$<lD RT 0.75
dZ
kr#> FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
c1,dT2:= FWT 1 1 1 1 1
rRfPq NPASS 50
`wyX)6A|bt ANNEAL 200 20 Q
=Wl*.%1 b COLORS 3
~4{E0om@ SNAPSHOT 10
g;>M{)A QUICK 50 50
.q>4? + END
OZw<YR #2F 6} SPECIAL AANT
|?t6h 5Mt" LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
=h083|y> LLL 6 1 1 A BACK
$S"QyAH~-a LUL 35 1 1 A TOTL
X@ljZ 'm;M+:l
6 END
owA0I'|V-A GO
~vCfMV[F TIME
+Rtz`V1d ========================================
cI5*`LML1 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
j'?^<4i 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
bi fi02 【Fno】=3
sH^?v0^a $J~~.PUXQ 将上述变量填入数字即可。
H& #Od? 下面总结几种视场角的表示方法
XZcT-w7 情形一、工作距离为无穷远角度表示,常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜
]g>@r.Nc 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
[N|/d# KAR XC,z 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
doCWJ 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
LNp%]*h ,tEvz 情形三、广角镜头专用
4{'0-7} OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
"CEy r0h W~1/vJ.*l 情形四、
]~,V(K OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
^6?NYHMr= C +-< 笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标
参数,选择合适的视场表示方式,修改代码参数。关闭98开关,通过试跑,不断的调整参数和权重,特别以下几个:
hIj[#M&6 1 ELEMENTS 原件数量
?kICYtY:_b 2 RSTART 半径初始值
+[ _)i9a 3 THSTART
(8!#<$ 4 ASTART
`ag7xd! 5 SPECIAL AANT
~3{C&c )e)@_0 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。
3:$hC8 _v=@MOI/J 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
q%4l!gzF3 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。
gTK5z.] ;Yrg4/Ipa 2 运行使用现象
n2bL- 笔者软件运行环境说明
2a;vLc4 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
DPfP)J:~ 处理器:i7-7700HQ CPU
\?,'i/c- 内存:8.00 GB
UarU.~Uqi <v?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。
`Z{kJMS
Ae,-.xJ 解决方案:重启软件
(~oUd4 $+IE`(Ckf 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。
]E66' 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。
hFw\uETu
\lK iUy/ Q6y883>9 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
:&=TE 2
%/dYSC
47_4`rzy; 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。