SYNOPSYS 如影相随
-a)1L'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:
FE!jN-# 1 专利 ;
f%o[eW# 2 期刊论文 ;
6U*CR=4
3 教材;
D#&9zR86F 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
U 3a2wK 5 光学论坛;
Xs052c|s 6 积累,经验总结;
K`Kv .4 7 PW法;
sWr;%<K 8 组合法;
)hrsA&1w
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:
M/p9 I
gp ,yGbMOV
]H !ru y<FC7 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。
c1k[)O~ toPbFU' DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
hE {";/}J ========================================
)&1v[]%S !3530BM CCD
e' l9 OFF 98
$VHIU1JjZ CORE 10
9?,i+\)qK@ TIME
`#ruZM066 DSEARCH 1 QUIET
GfELL`yz wPM>-F SYSTEM
6AJk6W^Z ID 3530 BOARD LENS
66pjWS
{X OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
kku<0<(N WA1 .656 .587 .546.486 .436
]oV{JR] CORDER 3 1 5
g9" wX?* WT1 1 1 1 1 1
[ *Dj:A)V^ UNITS MM
\lQ3j8U END
!ddyJJ^a X3}eq|r9 GOALS
k 3m_L- ELEMENTS 8
rgVRF44X{ FNUM 【Fno】
3Tu]-. BACK 0 0
`CVkjLiy STOP MIDDLE
/Ot3[B STOP FREE
=\.*CY|;N RSTART 100 60 200400
0beP7}$ THSTART 6
.m]}Ba}J$ ASTART 6
~wDXjn"U& RT 0.75
**h4M2'C FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
Qa_V FWT 1 1 1 1 1
ar<8wq<4G NPASS 50
OlCqv-B2& ANNEAL 200 20 Q
vQ*[tp#qU COLORS 3
u$R5Q{H_ SNAPSHOT 10
)7*'r@ QUICK 50 50
ni2#20L END
/8e}c` "M5 SPECIAL AANT
9PKXQp LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
,)[9RgsE LLL 6 1 1 A BACK
[cnuK LUL 35 1 1 A TOTL
sg7h&<Xx d2UidDU5qa END
?\8aT"o GO
-Rw3[4>@O" TIME
06]3+s{{ ========================================
K2Abu? 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
`w
6Qsah 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
^Q`5+ 【Fno】=3
"/6#Z>y >}* W$i 将上述变量填入数字即可。
lV^#[% 下面总结几种视场角的表示方法
b5|*p(7[ 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
D-/6RVq0m 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
N]
sbI)Z@ 7=Muq]j2 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
/GGyM]k3 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
O z0-cM8t
/#Pm'i>B 情形三、广角镜头专用
89:nF# OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
X6
BIZ -]0:FKW 情形四、
67rY+u% OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
"v:k5a( U*a#{C7" 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:
h7+"*fN 1 ELEMENTS 原件数量
ura&9~ 2 RSTART 半径初始值
e=(Y,e3 3 THSTART
90}vFoy 4 ASTART
VkJ">0k 5 SPECIAL AANT
nCi
]6;Y 4N,[Gs<7 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。
)L9eLxI +
-Rf@ 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
P{)D_Bi 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。
)(G<(eiD c)#7T<>*' 2 运行使用现象
L!xFhVA< 笔者软件运行环境说明
#k9&OS? 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
SOR\oZ7 处理器:i7-7700HQ CPU
7#C$}1XJ1 内存:8.00 GB
GbO j%
a qR
cSB 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。
I+
|uyc
:0y-n.-{ 解决方案:重启软件
Mrk3r/
8w m~Pk]~j 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。
enPtW 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。
:? B4q#]N
>Y4^<!\v o`n8Fk}i 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
0\!Bh^++1
&C
MBTY#u ,5zY1C==Ut 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。