SYNOPSYS 如影相随 a<.7q1F
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： (1bz.N8z
1 专利 ； dYg}qad5:
2 期刊论文 ； a0"gt"q A
3 教材； M y:9
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； N*PF&MyB
5 光学论坛； imx/hz!
6 积累，经验总结； lR!Sdd} -
7 PW法； I# Q
Tmg.
8 组合法； )shzJ9G
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： 1}E `K#
o W)M&$oS
LzE AA{
7Q<uk[d0
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 lN,8(n?g
9o.WJ
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 K_V44f1f
======================================== r9Ux=W\
!3530BM CCD WgdL^PN(h
OFF 98 {I eW~S' &
CORE 10 _tR%7%3*
TIME ZQvpkO7}M
DSEARCH 1 QUIET YyX/:1 sg>
'676\2.
SYSTEM l`2X'sw[/
ID 3530 BOARD LENS eNlE]W,=
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 Na^1 dn
WA1 .656 .587 .546.486 .436 |Xblz1>DF
CORDER 3 1 5 r}i< cyL
WT1 1 1 1 1 1 %/dYSC
UNITS MM }>JFO :v&
END D4yJ:ATO&
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y D-
GOALS TB] %?L:
ELEMENTS 8 JMu|$"o&{
FNUM 【Fno】 Q? a& q0f
BACK 0 0 B$k<F8! %
STOP MIDDLE ^e$;I8l
STOP FREE O6P0Am7s
RSTART 100 60 200400 MN2#
THSTART 6 oK h#th
ASTART 6 I)ub='+&;
RT 0.75 omM*h{z$$
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 ) 5lo^Qb
FWT 1 1 1 1 1 l=5(5\
NPASS 50 w :Fi
2aJ
ANNEAL 200 20 Q tRYMK+
COLORS 3 &0Zn21q
SNAPSHOT 10 C
#ng`7 q
QUICK 50 50 E|D~:M%~
END 2
[a#wz'
aG?ko*A;
SPECIAL AANT ;$@7i L
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 QP|Ou*Qm)
LLL 6 1 1 A BACK chsjY]b
LUL 35 1 1 A TOTL irCS}Dbw
v'B++-%
END SN|EWe^
GO ll {jE
TIME .-+_>br~
======================================== ~.M{n&NM
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° h&J6
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 Q44Pg$jp
【Fno】=3 80cBLGG
|")}p=
将上述变量填入数字即可。 i 8I%}8
下面总结几种视场角的表示方法 ^~0Mw;n&
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 z 8M^TV
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 >2`)S{pBD
S#qd#Zk|Y
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 xA]CtB*o7
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 Qvs}{h/
cD^n}'ej
情形三、广角镜头专用 >`p`^:
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 !o 2" th
AJSe +1
情形四、 V'~] b~R
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 7X. rGJZq
z
%` \p
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： Nh ~ Hh(
1 ELEMENTS 原件数量 s M({u/
2 RSTART 半径初始值 =,KRZqz
3 THSTART |c ,":R
4 ASTART Q,V v
5 SPECIAL AANT +T=Z!2L
CfQOG7e@
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。 +vaz gO<u
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对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： EtJyI&7VK
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。 `?{QCBVj
npg. *I/>
2 运行使用现象 0 V*Di2
笔者软件运行环境说明 ?8. $A2(Xw
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 n>jb<uz
处理器：i7-7700HQ CPU ,Cj1S7GFR
内存：8.00 GB d/Xbk%`p
%TxF dF{A
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。 rH8^Fl&jT
d7qY(!&
解决方案：重启软件 }N(-e$88
jNB|98NN
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。 R_\{a*lV0
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。 ZO{uG(u
vL@N21 u
KZzOs9 s
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 :j9{n ,F
8s pGDg\g
!! 4_x
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。
