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。
iS"8X#[]N A)z PaXZ 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：
S9p?* 'e]HP-Y< 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。
NQC3!=pQ}Y 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：
n}A?jOSAe ]G0dS
Fh{j U,<]J*b(@4
q[G /}
ku9@&W+ 镜头文件：
f]8!DXEA RLE
] *-;' * ID WIDE-ANGLE DESEARCH
Xlv#=@;O] WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 Ad;S=h8 : APS 5
~XUOW Y75 UNITS
MM $J"%I$%X= OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 X0WNpt&h URK!W ?3c 0 AIR
ivzAlwP 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
yGvDn' m 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
BWUt{,? KU 1 GLM 1.50000000 55.00000000
M!gBmQZ1 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
PK6*}y 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
x _==Ss 3 GLM 1.50000000 55.00000000
mX&xn2}qZ" 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
5VR.o!h3I 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
aDL)|> "Q END
rH_Jh}Y yGiP[d|tRc 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。
k6Ihc?HL TMJ9~"IO CORE
16 84 =-Lw DSEARCH
2 QUIET 7DtIVMiK USE CURRENT 5 ALL
X9fNGM1 J&eAL3"GF GOALS
9 9e*]')A% ELEMENTS 5
ljPq2v ] FNUM
2 1 ^qxdmMp)l BACK 10 SET
m0A# 6=< STOP
MIDDLE H9RGU~q4s[ STOP
FREE k-"<{V ASPH Q
nr O qH
ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
{A|bBg1! FOV .2 .4 .6 .8 1
$$JI Bf8 DELAY OFF
vsKl#R B NGRID 6
g96 T*T SNAP
10 3AURzU PLASTIC 5 7 9 11 13
&Y1`?1;nw !QUICK 30 40
P,i"&9 8 ANNEAL
50 10 Q *z0K%@M NPASS 50
0G5'Y;8 END
y%4 Gp SPECIAL
AANT |olNA*4 ACC
10 1 1 q] ^,vei ACA
70 1 10 k 6@b| LUL
90 .1 1 A TOTL Z>8eD|m%2 END
F>N+<Z GO
Z _FNIM0f XaW4 C-D& .Gh%p`< 2 F1ZAl 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。
W;q+, Io } W$8M>l 要求最大元件厚度为10毫米，总长度小于90毫米，以保持合理。 此外，我们将光线入射到透镜表面的夹角限制在70度内。 否则，对于像这样的大角度，可以在全视场获得掠入射光线，由于膜层问题，这是不切实际的。
ASW4,% cl lEHwZ< je 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
zmI5"K"'F %M9;I 最后一点：我们在上面的输入中给出了 FNUM 请求的权重。如果我们不这样做，程序将通过 UMC 求解来控制 F /number，并且得到的曲率可能非常大以至于没有光线通过。同样，对于这样复杂的设计，我们必须引导一些事情。通过在 FNUM 上添加权重，程序将最后一个面的曲率视为变量，并控制 AANT 文件中的 F /number，而不是曲率求解。
-#aZF2z =}v ;1m 好的，我们的输入已准备就绪，因此我们运行此 DSEARCH 文件。大约两分钟后我们看到了结果：
1Bg_FPu vU!8`x) IIxJqGN:
/7gi/uh~-(
IaLMWoh DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
R:/ha(+ R& #tSL 现在需要进一步改进设计。运行 DSEARCH 产生的优化 MACro，镜头的性能变化很小。
!\;:36B#6 + I5 2EXo 现在必须检查视场的像质。 在 PAD 中，单击PAD工具栏中的“扫描”按钮，然后观察到靠近曲面9的光阑在所有视场中都没有很好地填充。在这个广泛的区域和近轴光瞳的系统中，我们必须控制它。
F$Q04Qw Jx $iwu 由于我们改变了 YP0 的数量，目前镜头只有一个不明显的光瞳。这使我们接近光阑真正的结果，但是现在我们必须把它放在那里。在 WS 编辑窗格中，我们输入
< Dd% APS -9
KiAcA]0 CSTOP
tz4
]hF WAP 2
2n|CD|V$ux 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。
=&7@<vBpy 6tn+m54 _ O*G1 QX
@2
=z}S3O
Oz{%k#X- 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。
#Fs|f3-@ #Qh>z%Mn^3 :.uk$jx
aMTFW_w 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。
`T"rG }c J} TfRrf 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。
YEv
Lhh S~)w\(r 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）
5mgHlsDzu [i7YVwG4 LA4<#KP
~W03{9(Vp8
rk|@B{CA;
_1|$P|$P. 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。
?Elg ?)os rh%m;i<b ``|AgIg
h*w6/ZL1
*(QH{!-$s
pQWHG#?7 对于那些可能想要进一步评估此镜头的人，RLE 文件如下。您可以复制这些命令行并将其粘贴到 EE 编辑器中。
ZFvyL 8o RLE
cozXb$bBY ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
v`DI<Lt ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
gR Nv-^ FNAME 'DSEARCH004.RLE '
~R]35Cp-# MERIT 0.617523E-03
M#,Q
^rH# LOG 4
".U^if F WAVL .6562700 .5875600 .4861300
x83a!9 APS -9
A\QJLWBv^$ CSTOP
(\, BxvhG= WAP 2
PJ LR<9 UNITS MM
$_D6 _|HK OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
1;lmu]I>) k V&9`c+ 0 AIR
s B
20/F 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
;inzyFbL= 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
+dW|^I{H} 1 GLM 1.582541321 69.489424800
6bO~/mpWT~ 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
H !) =y 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
@ -:]P8 3 GLM 1.862101561 32.759137271
d=3 '?l` 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
Bh]!WMA w. 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
A??@AP[7M 5 CC 15.35107422
3
hKBc0 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
K@u &(} 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
u0o'K9.r 5 CTE 0.650000E-05
pyZ9OA!PD 5 GTB U 'AD-5503 '
=!b6FjsiG 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
G 64Fx*` 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
v;EQ, NL 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
?KE$r~dn 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
V@vU" 5 PLASTIC
m D58T2 Z 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
. 12aUXo( 6 CC -1.63833609
ZcE_f>KV 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
;xYNX
6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
<skajQQ 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
c64v,Hj9 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
O(Jj|Z 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
' LE"#2Hu 7 CC -3.18613168
w#y0atsg' 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
=8{WZCW5 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
5F"|E-; 7 CTE 0.600000E-04
9~\kF5Q" 7 GTB U 'ZEON480R '
f3MRD4+- 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
s)J(/ 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
b1#dz] 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
J([ s5:.[ 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
/=?x{(B> 7 PLASTIC
c=O,;lWFqm 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
S>Yj@ L 8 CC -0.98132904
XXZaK gsq 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
23F/\2MSG 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
.="bzgC3A 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
O[^%{' 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
,:2'YB 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
hfWFD, 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
%ysZ5:X 9 CC -5.54999790
fV>CZ^=G 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
~&dyRt W4 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
[Nm4sI 11 9 CTE 0.600000E-04
kRJ4-n^@>< 9 GTB U 'ZEON480R '
l |2D/K5 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
/phX'xp 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
D/y bFk 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
rqPo)AL 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
sic"pn],U 9 PLASTIC
<x pph
t< 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
e}Vw!w 10 CC 0.92206943
:ue:QSt(u 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
}|OaL*|u 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
&)wiKh "$ 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
nQX+pkJ 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
zE T^T5>: 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
{P%9 11 CC -0.42284721
H 9XvO 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
K 7knK 11 CTE 0.720000E-04
f" G- 11 GTB U 'OKP4 '
Rk<@?(l!6x 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
} p
FQRSOZ 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
^FmU_Q0 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
p@!nYPr. 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
`_I@i]i^ 11 PLASTIC
Y_&g="`Q 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
MB^~%uZ2K 12 CC -21.87743665
!) "%),>}o 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
1/ 1Xk,E 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
} "vW4 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
{R<Ea
@LV+ 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
9_ s6l 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
z<sg0K8z63 13 CC -2.93101390
H`bSYjgM! 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
"I?Am&>' 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
:bV mgLgG 13 CTE 0.600000E-04
G@FI0\t 13 GTB U 'ZEON480R '
6oa azB^L 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
omO
S=d!o 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
ZRxZume<f
13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
ptatzp]c# 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
6=4wp? 13 PLASTIC
^'CPM6J 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
j Uv!9Y}F 14 CC 16.95417460
>^q7c8]~g 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
f0<hE2 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
~CB [9D= 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
6R- &-4 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
t"hYcnC 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
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hT$~ygQ M` q?Fk 另一种广角镜头：
f.aSKQD 在本章的第一部分中，我们观察到，超过90度的输入角需要一个定制的前端，其目的是将主射线的角度减小到一个更易于控制的值，以便光线能够通过。但如果这个领域的角度小于90度，工作就简单多了。
!TZhQiorC N8qDdr9p?c 点击打开 C45M2，我们使用 DSEARCH 本身，没有添加前端，并指定广角校正
参数(WAC)为50度，此镜头的最大视场角为86度而不是92.4度
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5w %_$x 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。
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~xz 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。
bCref$| [A}rbD K 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。
}I 3 gU L;gO;vO 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
