SYNOPSYS 如影相随
OH5>vV'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:
i/~1F_ 1 专利 ;
M9y<t' 2 期刊论文 ;
SVv;q?jZ 3 教材;
Ku\Y'ub 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
Ps%qfL\ 5 光学论坛;
S,<EEtXQ 6 积累,经验总结;
zX0mdx<|< 7 PW法;
nBHnkbKoy 8 组合法;
~zSCg|"r 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:
4hAl-8~Q6 6KVnnK 2RN)<\ P _)]+hUwY 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。
L0&RvI# qf=1?=l291 DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
]da^xWK ========================================
x_c7R;C !3530BM CCD
;x:rZV/ OFF 98
UTf9S>HS CORE 10
wMdal:n^ TIME
$KLD2BAL DSEARCH 1 QUIET
$&<uT LwhyE:1 SYSTEM
YKE46q;J ID 3530 BOARD LENS
3/b;7\M OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
^Ve<>b WA1 .656 .587 .546.486 .436
1fo
U CORDER 3 1 5
&BtK($ WT1 1 1 1 1 1
Zum0J{l
h UNITS MM
E[O<S B
I END
hUD7_arKF
<)\y#N GOALS
ovwQ2TuK ELEMENTS 8
-AhwI FNUM 【Fno】
bu=?N BACK 0 0
m$9w"8R STOP MIDDLE
M@3"<[g STOP FREE
;L|uIg;.s RSTART 100 60 200400
*loOiM\5a THSTART 6
}?&k a$rI ASTART 6
#U*_1P0h RT 0.75
:> & fV FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
r1<F FWT 1 1 1 1 1
<5G{"U+ \ NPASS 50
}hYZ"
A~ ANNEAL 200 20 Q
P_c,BlfGMH COLORS 3
sP-^~ pp SNAPSHOT 10
a6:x"Tv QUICK 50 50
*=fr8 END
%?aS#4jI G[8in SPECIAL AANT
Y=` LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
sz @p_Z/ LLL 6 1 1 A BACK
MWNPPYww LUL 35 1 1 A TOTL
,+g&o^T vsL[*OeI END
tX!nsm1 GO
EwS!]h? TIME
~+<olss_ ========================================
@:tj<\G] 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
4CQ"8k(S" 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
T~fmk
f$ 【Fno】=3
[xh*"wT#g 4lqH8l. 将上述变量填入数字即可。
a=XW[TY1 下面总结几种视场角的表示方法
}|B=h 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
SxK:]Aw 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
kQaSbpNmH Fkf97Oi 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
m~lpyAw 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
w_ {,<[# A:y.s;<L0 情形三、广角镜头专用
#q3l!3\mW OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
`:O\dN>ON P ]i
=r] i 情形四、
_U{([M>; OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
Gn)y>
AN bS
>0DU 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:
^E6d`2w- 1 ELEMENTS 原件数量
.)|a2d ~F 2 RSTART 半径初始值
SEl#FWR 3 THSTART
[TF8'jI0 4 ASTART
h;V,n 5 SPECIAL AANT
[ BT)l] 577:u<Yt 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。
fbFX4?- 6DL[aD 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
"4H8A= 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。
fWF|,A>>b FuX 8v 2 运行使用现象
-Q;#sJ? 笔者软件运行环境说明
MHL("v(@B 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
!:LJzROh 处理器:i7-7700HQ CPU
(-NHxo 内存:8.00 GB
+Z!;P
Z6 *n(> ^ 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。
.$",
*d i#X!#vyc 解决方案:重启软件
\Hqc9&0 3`HnLD/ 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。
`(0LK%w 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。
M}DH5H"s TP1S[`nR I8H%=Kb?9 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
G6K
< U-0#0} _ ,pK|SL 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。