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。
1muB*
O Cf#[E~2 4 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:
6{/HNEI*1 -ZXC^zt 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。
zX+NhTTB 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:
~5e)h_y mouLjT&p
%<cfjo bnS"@^M
$J8?!Xg 镜头文件:
8RS=Xemds RLE
g~EJja; ID WIDE-ANGLE DESEARCH
/Q
Xq<NG WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 ~Dsz9 f APS 5
wGfU@!m UNITS
MM $`L!2 OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 #Fx$x#Gc@y 8Io--Ew3 0 AIR
Jr/|nhGl5 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
</,RS5ukn 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
cfn\De%. 1 GLM 1.50000000 55.00000000
4,D$% . 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
#sLyU4QV 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
|q&&"SpA 3 GLM 1.50000000 55.00000000
1+\ZLy!5: 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
yEm[C(gZ 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
tz0_S7h END
":t'}Eg=6 4c"x&x| 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。
~@8r-[ d^5OB8t CORE
16 vb 2mY DSEARCH
2 QUIET C(( 7 USE CURRENT 5 ALL
$2l<X KT- i}C9 GOALS
@I{v ELEMENTS 5
FGzMbi<l#( FNUM
2 1 CF|c4oY 82 BACK 10 SET
fI:j@Wug STOP
MIDDLE L`v7|! X STOP
FREE .qBL.b_` ASPH Q
}cDw9;~D ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
m:EO}ws= FOV .2 .4 .6 .8 1
R2ue kpP DELAY OFF
d51.Tbt#%7 NGRID 6
^{L/) Xy5 SNAP
10 sdkKvo.y0 PLASTIC 5 7 9 11 13
P GTi-o} !QUICK 30 40
}Yd7<"kp ANNEAL
50 10 Q <=fYz^|XT NPASS 50
m0XdIC]s END
TiiMX SPECIAL
AANT :__z?<?( ACC
10 1 1 ]Puu: IG ACA
70 1 10 gmG
M[c \ LUL
90 .1 1 A TOTL G[34:J END
')ZM#
:G GO
+6cOL48" k%UE^ !j"r} c` tbbZGyg5b 在此案例中,我们使用SET指令指定10 mm的后
焦距。DSEARCH 允许您以三种方式控制该距离:如果您只是给出一个距离,例如 BACK 10,程序会在末尾添加 YMT 求解并在 AANT 文件中包含一个目标来控制值。 如果添加权重因子(例如BACK 10 100),则将该权重应用于目标。 第三种方法是请求精确值,在这种情况下使用BACK 10 SET。 现在,程序将简单地将后焦距设置为输入值,在这种情况下为10,并且不会添加 YMT 求解。 对于较复杂的设计,这通常是一个很好的选择,特别是当其他选项返回带有虚像的系统时。
MfzSoxCb s zgq7 要求最大元件厚度为10毫米,总长度小于90毫米,以保持合理。 此外,我们将光线入射到透镜表面的夹角限制在70度内。 否则,对于像这样的大角度,可以在全视场获得掠入射光线,由于膜层问题,这是不切实际的。
E+>$@STv# K5;
/ 请注意,在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
~zEBJgeyh QFn .<@ 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。
\>}G|yL &O0@)jIV 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:
}=) LEnm6
.nXOv] eUa2"=M
@.JhL[f DSEARCH 发现了10种最佳设计,其中大多数非常好。
njO5 YYOu nJEm&"AI 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。
,yZvT7 KW&5&~)2 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。
XJ\j0 \EP<r 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
9NX/OctFa' APS -9
HvhP9_MB CSTOP
~_XJ v WAP 2
Knd2s~S 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。
sA(
e Tyc`U&
&<Gs@UX~w DB1F_! 9
HzdtR 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。
|&O7F;/_ 3`V#ImV>
N~<H` _FG?zE 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。
<F~0D0G (QARle(i 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。
EX]LH({?+L y81B3`@ 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)
EfTuHg$pe $Tc"7nYu
w 0V=49
Ucj
eB D_n(T')
]`p*ZTr)\ 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。
Us5P?} ;cye
'E
V(-=@UW
zOV.cI6fZz !N, Oe<
#M9rt~4 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。
qB%?t.k7 RLE
}]i re2j8 ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
4[\[Ho ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
BKiyog FNAME 'DSEARCH004.RLE '
!R{C MERIT 0.617523E-03
D7|=ev LOG 4
vMDX WAVL .6562700 .5875600 .4861300
_trF /U< APS -9
85QVj] nr CSTOP
UK{6Rh ; WAP 2
3,x|w UNITS MM
@k"Q e&BQ OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
;QRnZqSv QX1rnVzg0 0 AIR
sBsf{%I[{ 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
SCXH{8SS 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
G;^}, %< 1 GLM 1.582541321 69.489424800
f{m,?[1C, 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
WAzYnl'p 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
]\ fXy?2 3 GLM 1.862101561 32.759137271
g$z9 ( i+ 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
sYt\3/yL' 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
zvzS$Gpe 5 CC 15.35107422
k7R8Q~4 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
dtXAEL\q 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
qUZm6)p6[a 5 CTE 0.650000E-05
2;82*0Y% 5 GTB U 'AD-5503 '
'dkKBLsx 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
k^x[(gw 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
}D/O cp~o 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
\.@fAgv 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
;q8tOvQ 5 PLASTIC
G`a,(<kT; 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
FEd We\E 6 CC -1.63833609
Z#J
cNquM 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
:^G;`T`L 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Lc0U-!{G 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
}qqE2;{ND 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
zOkIPv52~ 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
2+Y8b:: 7 CC -3.18613168
MS_@
Xe 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
`|t X[': 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
$p(,Qz(.8 7 CTE 0.600000E-04
7tEK&+H` 7 GTB U 'ZEON480R '
C(ay7 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
( %i)A$i6a 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Qh3V[br 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
`|Ll 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
R(i2TAaaU 7 PLASTIC
Ql%0%naq1 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
xh7[{n[; 8 CC -0.98132904
IQ&