SYNOPSYS 如影相随
`}fwR 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:
mw&)j R$& 1 专利 ;
Sf*b{6lcC 2 期刊论文 ;
p/inATH 3 教材;
Az>gaJ/_ 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
qU,u(El 5 光学论坛;
?)B\0` %*' 6 积累,经验总结;
,_2ZKO/k$ 7 PW法;
YV>]c9!q 8 组合法;
B>M @ ' 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:
9;u&,R 4q\bnt
DJf!{:b) ];1Mg 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。
:;]iUjiC8 =%V(n{7= DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
NJraol ========================================
0?
QTi( !3530BM CCD
F"Y.'my8 OFF 98
.d>TU bR; CORE 10
L) ]|\| TIME
6vQCghI DSEARCH 1 QUIET
h|j$Jy I
;Sm<P7* SYSTEM
nuip ID 3530 BOARD LENS
/G h?z OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
Qs5^kddz= WA1 .656 .587 .546.486 .436
:v!e8kM\x CORDER 3 1 5
.v{ok,& WT1 1 1 1 1 1
{FU,om9 UNITS MM
u
6(O; END
<,!e*V*U 2=PX1kI GOALS
j!:^+F/ ELEMENTS 8
;L458fYs FNUM 【Fno】
Gd8FXk,.! BACK 0 0
>qBQfz:U> STOP MIDDLE
sV))Z2sq STOP FREE
kgV_*0^ RSTART 100 60 200400
`'Af`u\R THSTART 6
U- UD27 ASTART 6
V6C*d: RT 0.75
$&Ntdn FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
"[rChso FWT 1 1 1 1 1
D 1Q@4
g NPASS 50
R"9^FQ13 ANNEAL 200 20 Q
D!-
78h COLORS 3
0Y81B;/F SNAPSHOT 10
>vP DF+ u QUICK 50 50
)oRF/Xx`g END
<B?@,S> u._B7R&> SPECIAL AANT
.BR2pf|R LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
Wz~=JvRHh LLL 6 1 1 A BACK
\L"Vx9xT LUL 35 1 1 A TOTL
x9s7:F ]b"Oy}ARW END
]{Ytf'bG GO
N<|_tC+ct TIME
<GbF4\ue ========================================
I0
78[3b 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
G>/Gw90E 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
0GtL6M@pP 【Fno】=3
R; wq v\3:R,|' 将上述变量填入数字即可。
'edd6yTd 下面总结几种视场角的表示方法
0@K?'6 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
-_bnGY%, 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
rff=ud>Jf a5/6DK> 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
Li jisE 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
p5C:MA~* yM*-em 情形三、广角镜头专用
aL9yNj}2 OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
OD*\<Sc WUwH W 情形四、
X0\2q D OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
Q M#1XbT b'!t\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:
qgT~yDm 1 ELEMENTS 原件数量
ZPktZ 2 RSTART 半径初始值
A{[joo 3 THSTART
3C,G~)=
x 4 ASTART
~6HpI0i 5 SPECIAL AANT
>tUi ;!cQ Kw`{B3" 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。
Nl[]8G}; e7m>p\" 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
MX@t[{ Gg9 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。
T<hS -YXNB[C 2 运行使用现象
yqEX0|V% 笔者软件运行环境说明
q&/<~RC* 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
*>lh2sslL 处理器:i7-7700HQ CPU
ZA u=m 内存:8.00 GB
$pV:)N4 ! :[`>=! 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。
7#~v<M6
'jw?XtG 解决方案:重启软件
@%(Vi!Cv"R :~I^ni 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。
HHT_ }_? 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。
j20/Q)=h
B3+9G,or ',7LVT7 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
-B`Nkc
YXJr eM5
Z~g6C0 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。