如何使用 DSEARCH 设计广角
镜头。 如果在 DSEARCH 文件的 SYSTEM 部分中输入广角的规格，则很可能没有任何可以实现的初始结构，原因很简单，
光线无法通过。DSEARCH可以纠正某些光线故障，但通常无法
优化此类
系统。
D KR2b`J X-=49) 在这种情况下，有一个相当简单的方法可以很好地实现：首先画出一个前端，将光束转换成一个角度较小的光束，然后从那里开始，用 USE CURRENT 声明该部分。下面是一个例子：
V!u W\i/ u{J$]%C
我们想设计一个半视场角为92.4度的镜头，F 数为2.0。我们将使用塑胶制作非球面
透镜。首先，我们必须创建一个可追迹的前端。
Nzf tc 我们从一个含两个镜片组的简单系统开始，并指定用于广角的物体类型 OBD，并在表面5上声明一个近轴光阑。我们从一个中等角度开始，比如50度，然后，使用 WorkSheet™ 滑块，给元件一些负的光焦度，并将它们向右弯曲。当看起来效果很好时，增加 OBD 视场角，以这种方式继续，直到我们达到所需的92.4度角。 这是前端部分：
"_W[X f-^JI*hj S/V%<<[>p]
5 y0 N }}
RGsgT ^ 镜头文件：
tw, uV)xm RLE
z t6GJ z1q ID WIDE-ANGLE DESEARCH
]v=A}}kS WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 !ap}+_IA7^ APS 5
:> f}rq UNITS
MM +87|gC7B OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 3%P<F> 6
J wt]onve}% 0 AIR
1aDx 6Mq 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
EV/DJ$ C } 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
<- L}N ' 1 GLM 1.50000000 55.00000000
Y'*oW+K 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
yw\Q>~$n[= 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
zc K`hS 3 GLM 1.50000000 55.00000000
Zjd9@ 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
6Z.Fyte 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
]Q$S ei5 END
a5cary Z"z #x*\dL 光束以92.4度进入并以合理的角度出射。现在创建 DSEARCH 输入 MACro。
LGB}:;$AL >cJix
1 CORE
16 g-? @a DSEARCH
2 QUIET {.eo?dQ USE CURRENT 5 ALL
u:.w/k%+ ia@ |+r GOALS
s5h}MXIXw ELEMENTS 5
Y O&@ FNUM
2 1 >
9.%hSy BACK 10 SET
KrdEB0qh STOP
MIDDLE :er (YWF: STOP
FREE ncrg`<'/, ASPH Q
zG{P5@:.R ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
xqs ,4bcbY FOV .2 .4 .6 .8 1
M0yv= g DELAY OFF
e.\dqt~%y NGRID 6
>$,P )cB' SNAP
10 1_WP\@ O PLASTIC 5 7 9 11 13
SS xp!E' !QUICK 30 40
D6-R>"} ANNEAL
50 10 Q ~[%_]/#&%z NPASS 50
+-C.E END
[;H-HpBaa SPECIAL
AANT x
]" > ACC
10 1 1 'i',M+0>jC ACA
70 1 10 !0d Qfj^_ LUL
90 .1 1 A TOTL }ZK%@b> END
)xq =V GO
tk]D)+{u&c aVCPaYe^
E;}&2 a aq)g&.dw? 在此案例中，我们使用SET指令指定10 mm的后
焦距。DSEARCH 允许您以三种方式控制该距离：如果您只是给出一个距离，例如 BACK 10，程序会在末尾添加 YMT 求解并在 AANT 文件中包含一个目标来控制值。 如果添加权重因子（例如BACK 10 100），则将该权重应用于目标。 第三种方法是请求精确值，在这种情况下使用BACK 10 SET。 现在，程序将简单地将后焦距设置为输入值，在这种情况下为10，并且不会添加 YMT 求解。 对于较复杂的设计，这通常是一个很好的选择，特别是当其他选项返回带有虚像的系统时。
9 ,:# Q<UM M287Z[ 要求最大元件厚度为10毫米，总长度小于90毫米，以保持合理。 此外，我们将光线入射到透镜表面的夹角限制在70度内。 否则，对于像这样的大角度，可以在全视场获得掠入射光线，由于膜层问题，这是不切实际的。
{n|ah{_p| VCfHm"'E8 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
yts@cd`$ 793 15A 最后一点：我们在上面的输入中给出了 FNUM 请求的权重。如果我们不这样做，程序将通过 UMC 求解来控制 F /number，并且得到的曲率可能非常大以至于没有光线通过。同样，对于这样复杂的设计，我们必须引导一些事情。通过在 FNUM 上添加权重，程序将最后一个面的曲率视为变量，并控制 AANT 文件中的 F /number，而不是曲率求解。
hr;^.a^ )9 ^)t 好的，我们的输入已准备就绪，因此我们运行此 DSEARCH 文件。大约两分钟后我们看到了结果：
"4\k1H"_ EB|
iW2' r4pX4 7H
t L3R<'
&Ts !#OcB, DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
NB1KsvD{ ,`JYFh M 现在需要进一步改进设计。运行 DSEARCH 产生的优化 MACro，镜头的性能变化很小。
b"uO BB <l(n)|H1P 现在必须检查视场的像质。 在 PAD 中，单击PAD工具栏中的“扫描”按钮，然后观察到靠近曲面9的光阑在所有视场中都没有很好地填充。在这个广泛的区域和近轴光瞳的系统中，我们必须控制它。
& #L C' U$m DAi$ 由于我们改变了 YP0 的数量，目前镜头只有一个不明显的光瞳。这使我们接近光阑真正的结果，但是现在我们必须把它放在那里。在 WS 编辑窗格中，我们输入
)by7 [I0v APS -9
md* U CSTOP
VcGl8~#9 WAP 2
UAPd["`)y 来在表面9上放置一个真正的光阑。然后我们从 PANT 文件中删除变量 VY 0 YP1，修改 DESEARCH_OPT 中厚度变量声明为 VLIST TH ALL,优化并模拟退火。
~n- Px) eT+i & b3E GtC}^
mFg $;F
S=ZZ[E_~S 让我们将玻璃模型替换成真实的材料。打开 MRG 对话框，选择U目录（仅匹配塑胶材料），QUIET，SORT，然后单击 OK。镜头材料现在是真正的塑胶材料。
hH 5}%/vF K(i}?9WD uLafO=Q
XHekz 6_ 将继续优化镜头，不希望的塑料材料被更换成其它的玻璃材料，因此我们从 PANT 文件中删除所有 VY sn GLM 行并用 VLIST GLM ALL 替换它们。
"h#R>3I1) dpTsTU!\ 这只会改变第一和第二个镜片的当前玻璃模型的材料，再次优化和模拟退火。
H.\`(`6 @Wc5r# 再次运行 MRG，这次选择 Ohara 目录。该程序现在匹配前两个元件，即玻璃，而不是塑胶。设计与以前一样好，如图6所示。（L41L1）
@oE
5 JM 0W(mx-[H/ 3l%Qd<
Vx(*OQ
uG^CyM >R`
gYhY1Mym 让我们来看看视场上的衍射图像。转到MPF对话框，选择“视觉外观”，放大设置为5，然后单击“执行”。结果，在图8中，在整个视场上几乎是完美的。
GuO}CQs^W r5DR F4,7 LP6 p
H0;Iv#S!
EW|$qLg
\ = v.$u"c 对于那些可能想要进一步评估此镜头的人，RLE 文件如下。您可以复制这些命令行并将其粘贴到 EE 编辑器中。
uX*2Rs$s RLE
is4}s,]$6 ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
hE|P|0U,n ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
sqrLys_S FNAME 'DSEARCH004.RLE '
x=t(#R m MERIT 0.617523E-03
=SXdO)%2 LOG 4
EY )2, WAVL .6562700 .5875600 .4861300
6@s!J8! APS -9
Ea&|kO| CSTOP
m Y.v: WAP 2
^1najUpQ_n UNITS MM
~ub vdQEW OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
!BsQJ_H = 0pt-FQ 0 AIR
%"0, o$ 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
u#,8bw?1 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
iM@$uD$_Q2 1 GLM 1.582541321 69.489424800
umIGI 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
i)?7+< X 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
C`hdj/!A 3 GLM 1.862101561 32.759137271
23wztEp{a 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
6nZ]y&$G-k 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
e0TYHr)X>3 5 CC 15.35107422
C(ij_> 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
UGSZg|&6#* 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
&"^F;z/ 5 CTE 0.650000E-05
hZx&j{ 5 GTB U 'AD-5503 '
8M99cx*K 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
WO_Uc_R 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
*4}_2"[ 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
B?! L~J@p 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
U?UU] >Q 5 PLASTIC
M]s\F(*ib 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
Vh^y6U< 6 CC -1.63833609
1Cw]~jh 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
F_Y]>,U 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
g & s .
0+ 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
X`.##S KC 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
g'7E6n"!, 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
d=D-s 7 CC -3.18613168
$*ff]># 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
jr=9.=jI8k 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
hzo> : U 7 CTE 0.600000E-04
x4WCAqi/2 7 GTB U 'ZEON480R '
ubwM*P 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
aV\i3\da 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
n 9B5D:.G 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
X' `n>1z 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
0k
(- 7 PLASTIC
o-\h;aQJ 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
3 vY-;& 8 CC -0.98132904
?9`j1[0 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
w:5? ofC 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
ON,[! pc 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
k+J%o%* < 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
cnu&!>8V 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
o701RG ~) 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
`
,\b_SFg 9 CC -5.54999790
?2]fE[SqY 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
g(@F`W[ 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
,"EaZ/Bl/ 9 CTE 0.600000E-04
> Vm}u`x 9 GTB U 'ZEON480R '
TxJk.c 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
_4by3?<c 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
B!wN%> U 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
$9 4lF~ 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
B4y _ {V 9 PLASTIC
2FMmANH0ev 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
3"h*L8No 10 CC 0.92206943
&<t%u[3 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
2Re8rcQQU 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
JP>E W& M 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
zG9FO/@av 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
NNt n 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
~ P\4
N 11 CC -0.42284721
|5^
iqW 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
YK/? mj1x 11 CTE 0.720000E-04
y\??cjWb] 11 GTB U 'OKP4 '
?MH=8Cl1w 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
k=s^-E iu 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
.RroO_H
11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
f) Qln[/ 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
o<nM-"yWb 11 PLASTIC
:Qa*-)rs 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
=Zj
7dn;EN 12 CC -21.87743665
QRju9x 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
%r^tZ ;; l 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
hkPMu@BI 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
zK6w0 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
C?H~L 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
T\gs 13 CC -2.93101390
1UMEbb 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
TzKM ~a# 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
7m#EqF$P 13 CTE 0.600000E-04
-b!?9T?} 13 GTB U 'ZEON480R '
bc(MN8b ]j 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
PhAfE sD 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
^&;,n.X5Z 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
|>ztx}\ 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
rZgu`5 <a 13 PLASTIC
-53c0g@X 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
;`
L%^WZ;- 14 CC 16.95417460
XpANaqH\ 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
; Rv WF ) 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
q7CLxv
&QG 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Z66Xj-o 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
wqG#jC!5 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
#x.v)S END
vd%AV(]<LJ B 2NIV7 另一种广角镜头：
&J /EBmY[ 在本章的第一部分中，我们观察到，超过90度的输入角需要一个定制的前端，其目的是将主射线的角度减小到一个更易于控制的值，以便光线能够通过。但如果这个领域的角度小于90度，工作就简单多了。
M[q hy. @x1cV_s[ 点击打开 C45M2，我们使用 DSEARCH 本身，没有添加前端，并指定广角校正
参数(WAC)为50度，此镜头的最大视场角为86度而不是92.4度
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?GX@&_ 本例中，搜索统计显示，待分析的128例中，共有59例由于光线追迹失败而跳过。如果在不带WAC参数的情况下运行这个宏，程序将跳过128种情况中的125种。不要跳过用例总是一个好主意，因为有希望的配置可能会被错过。当你用 DSEARCH 搜索最佳镜头设计时，WAC参数是你可以尝试的另一个参数。
6 |=]i-8 ^P,Pj z 镜头仍然需要额外的工作，正如之前所做的，但重点是，有了这个稍微减少的视场角，工作更简单，不需要像我们上面做的那样对前端元素进行初步的计算。
+s<6eHpm +X#6 d v$ 在本练习中我们没有使用曲率或厚度求解，因为超广角镜头的常见问题是试图避免光线追迹失败。虽然使用解在数学上具有完美的意义，但它们可能会导致这种镜头出现问题。 此外，在设计基本完成之前，我们没有使用真正的光瞳。 真实光瞳搜索功能是强大的但不可靠，并且利用这种大角度光线和非球面系数，很容易没有解。所有这些都可以通过使用无瞳设计来避免，直到设计形状良好后再确定光瞳。
9 m8KDB[N 3[Q7'\ 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
