SYNOPSYS 如影相随 ^jb jH I&
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： 63E)RR_Lh
1 专利 ； 8vkCmV
2 期刊论文 ； Etn uEU
3 教材； redMlHM
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； WA6re Z
5 光学论坛； `h%K8];<6f
6 积累，经验总结； 4 wKQs&:
7 PW法； ~9y/MR
8 组合法； |(<A) C
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： /HH_Zi0?N|
?o1QjDG
:}U jX|D
p;qFMzyS9
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。 .sjv"D"
6d`qgEM3
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 :d6]rOp X
======================================== cOf .z)kf6
!3530BM CCD wg+[T;0 S
OFF 98 uZTbJ3$$
CORE 10 XU<XK9EA
TIME @Q7^caG
DSEARCH 1 QUIET \sAkKPI
]eUD3WUe>q
SYSTEM OI_Px3)
y
ID 3530 BOARD LENS bE ,#,
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 4/V;g%0uN;
WA1 .656 .587 .546.486 .436 'rNLh3
CORDER 3 1 5 cQ;@z2\
WT1 1 1 1 1 1 ^ -L nO%h?
UNITS MM wV\7
END !LQzf(s;
)(OGo`4Qz
GOALS Q/@ pcU
ELEMENTS 8 _ FNW[V
FNUM 【Fno】 t3 3\f<e
BACK 0 0 Zt&
7p
STOP MIDDLE f %3MDI
STOP FREE `,O"^zR)z
RSTART 100 60 200400 E9b>w P
THSTART 6 L=<$^ m
ASTART 6 3&I 3ViAH
RT 0.75 .}GOHW)}
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 TS`m&N{i")
FWT 1 1 1 1 1 0dIGX |e
NPASS 50 p1[|5r5Day
ANNEAL 200 20 Q HWIn.ij
COLORS 3 gu VuO
SNAPSHOT 10 fRxn,HyV
QUICK 50 50 Ci 'V
END $VjMd f
}~Do0XUH
SPECIAL AANT k& M~yb
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 b'C#]DorE
LLL 6 1 1 A BACK ~]24">VZf
LUL 35 1 1 A TOTL f*:N* cC
L{GlDoFk
END /3.;sS]B
GO A>,kmU5
TIME L8f_^
*,
======================================== }
@
[!%hE
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° 03A QB;.
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 Ve qB/Q X
【Fno】=3 mq}UUk@
r"7 PSJ
将上述变量填入数字即可。 P8#_E{f
下面总结几种视场角的表示方法 %__ @G_M
情形一、工作距离为无穷远角度表示，常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 wz@[rMf
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 @=}NMoNH
|z8_]o+|r1
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 ^$mCF%e8H
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 _ +)n}Se
o Kr= ]p
情形三、广角镜头专用 `gF ]
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 z: N?T0b(
<(~W g{
情形四、 xb"e'Zh
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 rLY I\
]k BC,m(
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： T24$lh M
1 ELEMENTS 原件数量 ' R2*3<
2 RSTART 半径初始值 G^z>2P
3 THSTART M04 u>|
,
4 ASTART @\:@_}Z`_}
5 SPECIAL AANT t'yh&44_
vR pO0qG
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 Z%b1B<u$
|MN2v[y
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： nv(6NV
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。 + rM]RFi
\F\xZ.r
2 运行使用现象 [w-#
!X2y
笔者软件运行环境说明 >L8 & 6aU
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 D><^ 7nr%
处理器：i7-7700HQ CPU KNN$+[_;H4
内存：8.00 GB ILiOEwHS7F
dj4a)p|YN
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。 ]dV $H
/Z ~$`! J
解决方案：重启软件 2f{a||
wzmQRn;s
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。 7Bd=K=3u
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。 sk_xQo#Y
3
4H@7 t,>
Q
\S Sv;3_
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 '*Tt$0#o
_;/+8=
c>! ^\
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。
