SYNOPSYS 如影相随 @8x6#|D
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： $TH '"XK
1 专利 ； 3HDnOl8t
2 期刊论文 ； qJAv=D
3 教材； C$]%1<-Iv]
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； VAG+y/q
5 光学论坛； HnYFE@Nl:U
6 积累，经验总结； &d &oP
7 PW法； > (1_Dn\
8 组合法； bl+@}+A
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： 0'`8HP
Ot8S'cB1,$
}tS6Z:fOY
""U?#<}GD
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。
DFZ:.6p
kxKnmB#m-
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 W@uH!n>k
======================================== &xMJ^ Nv
!3530BM CCD ^QL/m\zq@%
OFF 98 Yqz[sz5+m
CORE 10 J=Y( *D7Q
TIME fuIv,lDA
DSEARCH 1 QUIET e8ig[:B>+
q4#f
*]
SYSTEM "a%ASy>?g
ID 3530 BOARD LENS 6XxG1]84
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 Kr}M>hF+|
WA1 .656 .587 .546.486 .436 +8@`lDnr
CORDER 3 1 5 7AFS)_w
WT1 1 1 1 1 1 IP4b[|ef
UNITS MM ~IJZ M`gN
END >cr _^(UW&
? 3E_KGI
GOALS SpTORR8
ELEMENTS 8 Dy!bj
FNUM 【Fno】 ~)_ ?:.Da
BACK 0 0 YO!7D5rV #
STOP MIDDLE l1|,Lr
STOP FREE xvz5\s|b
RSTART 100 60 200400 >a`zkl
THSTART 6 6L`+ z
ASTART 6 meVVRFQ2+
RT 0.75 8UY=}R2C
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 ))+9 8iU1s
FWT 1 1 1 1 1 3K 20f8g
NPASS 50 SAxa7B/U2
ANNEAL 200 20 Q sz2 SWk^&
COLORS 3 I3rnCd(
SNAPSHOT 10 f [I'j0H%
QUICK 50 50 { `|YX_HS
END vaCdfO&
/KvPi Q%
SPECIAL AANT ?`*-QG}
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 )s7 Tv#[
LLL 6 1 1 A BACK Kac j
LUL 35 1 1 A TOTL IWR q:G w
Wv*BwiQ
END pZJQKTCG
GO m ?"%&|
TIME }ok
nB
======================================== iYQy#kO
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° mW(_FS2%,
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 ]Q_G /e
【Fno】=3 [W|7r
n,q
{ $TB#=G
将上述变量填入数字即可。 {F9Qy0.*u
下面总结几种视场角的表示方法 A%8`zR
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 OVo
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 wj5s5dH
y<x_v )k-
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 kk BV;v%a
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 Oi&w_
Z0
A_* Lo6uII
情形三、广角镜头专用 h
_7;UQH
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
M=abJ4
=v`&iL~m
情形四、 h|uP=0
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 :-@P3F[0
b|@op>UZ
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： e`2 R{H
1 ELEMENTS 原件数量 sU_4+Mk
2 RSTART 半径初始值 W9m[>-Ew
3 THSTART H_f2:Za
4 ASTART 4k?JxA)
5 SPECIAL AANT b0=AQ/:
; Kb[UZ 1
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。 ITqigGan%
tsC|R~wW
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： 8 jGoU 9
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。 \R6T" U
%c2i.E/G
2 运行使用现象 kJpHhAn 4
笔者软件运行环境说明 C^: &3,
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 }`FC__
处理器：i7-7700HQ CPU ]Tw6Fg1o>
内存：8.00 GB oc%le2
&r%^wfp
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。 E_uH' E
r_Yl/WW
解决方案：重启软件 Z4 zMa&
>b](v)
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。 X.Y)'qSf
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。 eV+wnE?SB5
s/0FSv
x
I2!HXMrp
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 0]0M>vx
u
N ^`Efpvg
/j \TmcnU^
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。
