SYNOPSYS 如影相随 T-" zK r!
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： CM$q {;y
1 专利 ； y"N7r1Pf
2 期刊论文 ； )=,%iL -
3 教材； TVaD',5_V%
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； Ql~9a
[8T~
5 光学论坛； rByC6HV"
6 积累，经验总结； #jY\l&E
7 PW法； 8:W," "
8 组合法； *g0} pD;r
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： 82w;}(!
~!PAs_O
7 Jm &z/
$bf&ct*$h
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。 4J #F;#iA
QU` M5{#
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 cvoE4&m!
======================================== uJBs 3X
!3530BM CCD !m7`E
OFF 98 Cxn<#Kf\-<
CORE 10 e_eNtVq
TIME I ` `S%`h
DSEARCH 1 QUIET
V L^.7U
I+qg'mo
SYSTEM YIP / N
ID 3530 BOARD LENS d! BQ%a
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 M8 4{u!>[
WA1 .656 .587 .546.486 .436 +>zjTP7\e"
CORDER 3 1 5 0D x,)C
WT1 1 1 1 1 1 Ino$N |G[
UNITS MM +I>u${sVx*
END M4%u~Z:4h+
M%*D}s-QE
GOALS B=0U^wL
ELEMENTS 8 ~&zrDj~FI
FNUM 【Fno】 B =EI&+F+
BACK 0 0 L 5+X&
STOP MIDDLE Iq76JJuCb
STOP FREE [#+yL
RSTART 100 60 200400 iD;pXE{2s%
THSTART 6 .f1
ASTART 6 }6Ut7J]a|
RT 0.75 =H <I` J'
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 tl:V8sYTP
FWT 1 1 1 1 1 xiWP^dIF
NPASS 50 2sezZeMV
ANNEAL 200 20 Q HDmjt+3&n
COLORS 3 3YKJN 4
SNAPSHOT 10 ]xx}\k
QUICK 50 50 2)iwAu
END 6MewQ{h i
xz$-_NWW
SPECIAL AANT UN
FQ`L
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 ^ {V t
LLL 6 1 1 A BACK J AQ y
LUL 35 1 1 A TOTL a#huK~$~
J?oI%r7^
END I]4L0r-
GO >,Z[IAU.x5
TIME Fjs:rZ#{
======================================== r<%ua6@
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° m1 tYDZ"i
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 %9 q ]
【Fno】=3 Io(*_3V)B
Qkvg85
将上述变量填入数字即可。 yt5 Sy
下面总结几种视场角的表示方法 f3>L/9[[<P
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 O(R1 D/A[
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 NsPAWI |4
VRb+-T7"
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜
46^9O
5J
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 8[k:FGp>
&x":
情形三、广角镜头专用 Lhts4D/V7
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 @QN(ouq Q
~E8L,h~
情形四、 hf JeVT-/v
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 ~6Xr^An/Z
?W3 l
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： 18HmS>Qo
1 ELEMENTS 原件数量 QX`T-)T e
2 RSTART 半径初始值 %W(/W9B$/F
3 THSTART Uh w:XV@m
4 ASTART qk{+Y
5 SPECIAL AANT 8|"26 UwD/
8 v ZY+Q >
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 anzt;V.;Y
^pysoaZCT_
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： R PB%6z$
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。 XkEJ_;:
F"ua`ercI
2 运行使用现象 ^. p d'
笔者软件运行环境说明 ^[ 6S]Ft(
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 L25v7U
处理器：i7-7700HQ CPU }e K.\_t=
内存：8.00 GB 4l F(..Ix
Z1y=L$t8
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。 ?;YymD_
d7]~t|
解决方案：重启软件 m<e_Z~ ^G
l+UUv]:1
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。 [["az'Lrk?
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。 J Q% D6b
V{{Xz:
#]kO /Mr
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 _/5#A+ ?
s L=}d[
ZnAXb S
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。
