SYNOPSYS 如影相随 bL|$\'S
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： Yw\lNhoPS
1 专利 ； c=re(
2 期刊论文 ； $p*.[)
3 教材； $ )6x3&]P
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； J^zB 5W,)
5 光学论坛； &td
6 积累，经验总结； C%#u2C2
7 PW法； xF*i+'2
8 组合法； 8& CQx*
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： 2` Ihrz6
g O/\Yi
H>%L@Btw
<Vh }d/
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。 9[[$5t`8
#!P>." .
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 Kp19dp}'b
======================================== Sx1OY0)s
!3530BM CCD z~ ua#(z1S
OFF 98 !Oi':OQG
CORE 10 @0%[4
TIME PoLk{{ l3
DSEARCH 1 QUIET F:A Vik
+]Ev
SYSTEM {9{PU&?(
ID 3530 BOARD LENS pk6<wAs*?#
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 w Ju9.
WA1 .656 .587 .546.486 .436 ;_0frX
CORDER 3 1 5 ^b
3nEcQn
WT1 1 1 1 1 1 =&m;5R
UNITS MM ,lVQ -qw5
END Sa/]81 aG
i/ PL!'o q
GOALS VF KFO9
ELEMENTS 8 z&\ N^tBv
FNUM 【Fno】 CtZOIx.;|
BACK 0 0 )!; 20Po
STOP MIDDLE #X0Xc2} {f
STOP FREE fnIF<Zt
RSTART 100 60 200400 q9c-UQB(!
THSTART 6 #q5tG\gnM
ASTART 6 Zh_3ydMD1
RT 0.75 u(8dsg R
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 t+M'05-U2
FWT 1 1 1 1 1 _>_ "cKS
NPASS 50 55=YM'5]
ANNEAL 200 20 Q QQD7NN>
COLORS 3 9<o*aFgCa
SNAPSHOT 10 # k,.xMJ~
QUICK 50 50 cH707?p/I
END h<qi[d4 X
Q x&7Ceu"
SPECIAL AANT +^%)QH>9
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 )|W6Z
LLL 6 1 1 A BACK U|aEyMU
LUL 35 1 1 A TOTL 'Z)#Sz Y
H|/"'t
OZ
END /v.<h*hxWy
GO V6B[eV$D
TIME a%`L+b5-$
======================================== ! vuun |
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° P G
zwS
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 EAE#AB-A
【Fno】=3 ;@O8y\@
[WXcp1p
将上述变量填入数字即可。 ]ZH6
.@|
下面总结几种视场角的表示方法 ,rOh*ebF
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 l~[
K.p&
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 W{1l?Wo
=%|f-x
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 SZ:R~4 A
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 XANJ A
Oq(FV[N7t
情形三、广角镜头专用 s~k62
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
iF _u/#
T Ci0]Y~a
情形四、 =w<i Y O
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 #%{
NOf{Xx<#k
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： %VE FruM
1 ELEMENTS 原件数量 lB7/oa1]>
2 RSTART 半径初始值 3@* ~>H
3 THSTART b,47
EJ}
4 ASTART Sg13Dp @x
5 SPECIAL AANT
&a6-+r
! /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。 Fxn=+Xgg
I<" UQ\)
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： ^ '_F d
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。 h]4qJ
#v4^,$k>
2 运行使用现象 Y5*A,piq
笔者软件运行环境说明 YVk
+zt~S
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 \aN5 :Yy
处理器：i7-7700HQ CPU QaXdO=3
内存：8.00 GB 3%u: c]-wF
Ds@K%f(.?w
存在现象：使用PAD 命令打开Layout显示图，无法完整显示窗口，最小化、最大化、关闭按钮不可见，无法将其关闭。 wkp$/IZKMj
g^U-^ f
解决方案：重启软件 MfA%Xep
~se
;L
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。 (~(FQ:L %U
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。 I]~s{I(EK
@JOsG-VW~
-:wV3D
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 ) P|/<>z
2 ]r5e;
xX~m Fz0C
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。
