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。
?DPN a bz!9\D|h 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：
48X;'b,h &t)dE7u5 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。
tln*Baq 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：
.5=Qf vi* ERxA79
jU')8m[
4k'2FkDA
(ov=D7>t0 镜头文件：
M7Ej#Y RLE
nLK%5C ID WIDE-ANGLE DESEARCH
5G.A\`u% WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 ,EP s>#d APS 5
-:9E +b UNITS
MM z_fR?~ $N2 OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 l!Q |]-.@ # fg RF 0 AIR
ow :}N I 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
I"awvUP]a[ 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
6itp
Mck 1 GLM 1.50000000 55.00000000
`jY*0{ 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
M$O}roOa 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
_%WJ7~> 3 GLM 1.50000000 55.00000000
4>]^1J7Wz 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
I}oxwc 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
PA F2= END
oQJK} 9QR #;. tVo I 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。
f( q^R :nki6Rkowt CORE
16 $ LUNA. DSEARCH
2 QUIET $q#|B3N% USE CURRENT 5 ALL
rg
U$&O ?_9cFo59: GOALS
}N; c ELEMENTS 5
r1:S8RT;H5 FNUM
2 1 "kyy>H9) BACK 10 SET
]9z{
95 STOP
MIDDLE b6=.6?H@4f STOP
FREE S 3nA}1R ASPH Q
n y6-_mA] ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
PN0l#[{EN FOV .2 .4 .6 .8 1
?! dp0< DELAY OFF
H?8uy_ Sc NGRID 6
Ikiv+Fq( SNAP
10 h NXP-s PLASTIC 5 7 9 11 13
r.M8#YL !QUICK 30 40
4)Y=)#= ANNEAL
50 10 Q ,X6.p NPASS 50
,ZjbbBZ END
k^gnOU ; SPECIAL
AANT yBO88rfh> ACC
10 1 1 D6Ov]E:fa ACA
70 1 10 C/dqCUX: LUL
90 .1 1 A TOTL kK!An!9 C END
E ugt~j3 GO
*ie#9jA G`E%uyjG$j N3E Qq~lX mJb>)bO l 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。
%w7J0p !]q wRB$5 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。
]t_AXKd qNER 6 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
j<!rc>)2+L H@2JL.(k 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。
>L# &L ?# < x DD*u 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：
M=n!tVlCV $A6'YgK g<oSTA w
`/ ix[:}m^
hX\XNiCiK8 DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
EL 80f>K 1R9hA7y&,/ 现在需要进一步改进设计。运行 DSEARCH 产生的优化 MACro，镜头的性能变化很小。
e#IED!U l epR} 现在必须检查视场的像质。 在 PAD 中，单击PAD工具栏中的“扫描”按钮，然后观察到靠近曲面9的光阑在所有视场中都没有很好地填充。在这个广泛的区域和近轴光瞳的系统中，我们必须控制它。
f5zxy!dhKS LKY4rY!|@d 由于我们改变了 YP0 的数量，目前镜头只有一个不明显的光瞳。这使我们接近光阑真正的结果，但是现在我们必须把它放在那里。在 WS 编辑窗格中，我们输入
q{Hk 27kt APS -9
"XMTj <D CSTOP
X4*{CM WAP 2
u$x H iD 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。
dsqqq,>Q 4%2QF F @ qJB9z0a<Ov
h";G vjy
3nf+ imAF 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。
Lhu2;F\/ ZN5\lon| Y *\m
53mb
vjaIFyj 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。
i%>]$* orf21N+ [ 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。
& PrV+Lv
f]q3E[?/ 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）
Q?n} ~(% & Zu:cF+h l i} ypEp
9I=J#Hi|+
h J#U;GL
gt6*x=RCrQ 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。
:^lyVQ%@ QsI#Ae,O#; EaFd1
@^}
%
o-:
%k{~Fa
g"(
vl-Uw 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。
cH'*J/ RLE
:h0as!2@dp ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
IPa08/ ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
enlk)_btp FNAME 'DSEARCH004.RLE '
V=k!&xN~ MERIT 0.617523E-03
$4'I 3{$ LOG 4
-N ^}1^gA WAVL .6562700 .5875600 .4861300
8qp!S1Qnv APS -9
(qlI QC CSTOP
e{U`^ao`F8 WAP 2
\bqNjlu UNITS MM
IyIh0B~i OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
Yi &;4vC TbU\qcm]] 0 AIR
REB8_ H" 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
j[m\;3Sp 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
W"A Whi{h 1 GLM 1.582541321 69.489424800
KM< +9` 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
!V$nU8p| 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
jii2gtu'U 3 GLM 1.862101561 32.759137271
*Zy IbT 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
a-x8LfcbF 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
~ygiKsD6b 5 CC 15.35107422
)Ac8'{Tq/ 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
9z\q_ 0&i 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
^v*ajy.> 5 CTE 0.650000E-05
rI o`n2 5 GTB U 'AD-5503 '
a+)Yk8%KY 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
%>Z=#1h/a 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
m LPQ5`_ 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
wd~e3%JM 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
WW0N"m' 5 PLASTIC
X}0NeG^'O 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
o DPs xw 6 CC -1.63833609
= r3Yt9 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Thn-8DT 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
p*_g0_^ 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
a3 6n}R4Q 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
LTS3[=AB 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
99G/ (Z} 7 CC -3.18613168
pnca+d 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
IpGq_TU 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
3ypB~bN w 7 CTE 0.600000E-04
UY*Hc 7 GTB U 'ZEON480R '
44f8Hc1g 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
s) u{A 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
>*,Zc 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
D( Zux8l 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
I|m fr{ 7 PLASTIC
5ap}( bO 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
)J<Li!3 8 CC -0.98132904
knh^q;q* 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
LT!.M m 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
ETV|;>v 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
50rCW )[# 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
'|':W6m, 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
Ko\m8\3?fK 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
Ooc,R( 9 CC -5.54999790
tNjb{(eO\h 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
0@C`QW %m 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
J;+tQ8,AP 9 CTE 0.600000E-04
z[0L?~$ 9 GTB U 'ZEON480R '
6 aK'%K 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
?Vbe 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
uh\I' 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
QKCc5 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Ik >sd@X*| 9 PLASTIC
KqcelI?-I 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
J^hj
R%H 10 CC 0.92206943
1& YcCN\k 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
;EW]R9HCH 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
_MR |(mV 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
R)WvU4+U 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
QL-((dZ< 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
j8M}* 1 11 CC -0.42284721
7 '2E-#^ 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
kMo;<Z 11 CTE 0.720000E-04
=4 \|'V1 5 11 GTB U 'OKP4 '
%LXk9K^]e 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
@Q !f^ 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
f6PXcV
11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
tB &D~M6[ 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
6NZ3( 11 PLASTIC
RxAWX?9Z 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
]d9;YVAU 12 CC -21.87743665
JiDX|Q<c 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
p !AQ 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
!a[
v o US 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
N12K*P[! 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Q6_!I42Y` 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
AVOqW0Z+y 13 CC -2.93101390
r5(OH3 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
N1\u~%AT" 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
g 4=}]. 13 CTE 0.600000E-04
>9esZA^'; 13 GTB U 'ZEON480R '
~uq J@#o{ 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
PD|I3qv~ 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
l4O}># 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
M)Y u^ 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
wS%I. 13 PLASTIC
x(h UQu 6 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
2xni! *T+ 14 CC 16.95417460
qp"gD-,-o 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
s_.q/D@vu 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
r*>XkM& M 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
#`:60#l 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
|LcN_ , }6 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
hnvn&{| END
+'= ^/! I=D`:u\H 另一种广角镜头：
)KaQ\WJ: 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。
HOsq _)K k^C ;"awh 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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cI?dvfU? 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。
?qHW"0Tjn +C/K@:p 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。
EqUiC*u8{I u&STGc[ 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。
_66zXfM< M_T$\z;, 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
