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。
A#t #c* ^}nz^+R 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：
'U=D6X%V9m G;r-f63N 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。
7/^` 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：
/Hxz@=LC1 eyPh^c]?`8 
5 \1C@d +Ja9p
@mM ])V 镜头文件：
zQsu~8P X RLE
'J*)o<% ID WIDE-ANGLE DESEARCH
CH
h] v.V WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 +Fu=9j/,j APS 5
L\ p@1N?K UNITS
MM e> "/Uii OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 Nc4e,>$]& z>_jC+ 0 AIR
$'M: H_T 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
("HT0 &#a 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
{-X8MisI 1 GLM 1.50000000 55.00000000
e*[M*u 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
[ Tv!Pc 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
3'( w6V 3 GLM 1.50000000 55.00000000
RJMrSz$ 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
W/R b7q4v 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
]A*v\Qy END
Iz; hje4JL xv!
Q O 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。
xHN"7 j}h z;x1p)(xt CORE
16 y~jKytq^@ DSEARCH
2 QUIET 3\Y}{(O | USE CURRENT 5 ALL
DkO>?n:-C 0> jo+b\D$ GOALS
cB5|% @$I ELEMENTS 5
\qPgQsy4 FNUM
2 1 (+ g!~MP BACK 10 SET
n
ETm" STOP
MIDDLE [&mY W.O< STOP
FREE |
?Js)i ASPH Q
J? Kgev% ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
nU Oy-c FOV .2 .4 .6 .8 1
r{m"E^K, DELAY OFF
E|f&SEnzK NGRID 6
^FLuhLS\* SNAP
10 A]nDI:pO| PLASTIC 5 7 9 11 13
WZ"g:Khw !QUICK 30 40
5S:&^ A< ANNEAL
50 10 Q )9@I7QG? NPASS 50
= Mc]FCV END
TI -#\v9 SPECIAL
AANT 'ad|@Bh ACC
10 1 1 =Ewa}$- ACA
70 1 10 #+Lo&%p#3 LUL
90 .1 1 A TOTL h[d|y_)f END
C 3`2{1 GO
38P_wf~ \ ?k4O)?28 Q$iGpTL ,wmPK;j 在此案例中，我们使用SET指令指定10 mm的后
焦距。DSEARCH 允许您以三种方式控制该距离：如果您只是给出一个距离，例如 BACK 10，程序会在末尾添加 YMT 求解并在 AANT 文件中包含一个目标来控制值。 如果添加权重因子（例如BACK 10 100），则将该权重应用于目标。 第三种方法是请求精确值，在这种情况下使用BACK 10 SET。 现在，程序将简单地将后焦距设置为输入值，在这种情况下为10，并且不会添加 YMT 求解。 对于较复杂的设计，这通常是一个很好的选择，特别是当其他选项返回带有虚像的系统时。
JnX@eBNV MS
Ui _|7 要求最大元件厚度为10毫米，总长度小于90毫米，以保持合理。 此外，我们将光线入射到透镜表面的夹角限制在70度内。 否则，对于像这样的大角度，可以在全视场获得掠入射光线，由于膜层问题，这是不切实际的。
?5m[Qc (< e=nEx Y 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
7M: 0%n$ g M|X": j 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。
x9PEYhL? Z iDmx-X 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：
(bo{v X h+$1+Es 
S <+_yB? zk]6|i$! I
ZMJ\C|S: DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
vO" $Xw F0Xv84:O 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。
Dbr(Wg IsO'aFK)ln 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。
Yg%V NXDV3MH= 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
v
F L{j APS -9
w&;\}IS CSTOP
?,|_<'$4T WAP 2
5} e-~- 来在表面9上放置一个真正的光阑。然后我们从 PANT 文件中删除变量 VY 0 YP1，修改 DESEARCH_OPT 中厚度变量声明为 VLIST TH ALL,优化并模拟退火。
GpF, =: C78d 29 
LJZEM;;} *n?6x!A
=_cWC l^5 让我们将玻璃模型替换成真实的材料。打开 MRG 对话框，选择U目录（仅匹配塑胶材料），QUIET，SORT，然后单击 OK。镜头材料现在是真正的塑胶材料。
"/hs@4{u9 6"
3!9JC 
RCNqHYR 将继续优化镜头，不希望的塑料材料被更换成其它的玻璃材料，因此我们从 PANT 文件中删除所有 VY sn GLM 行并用 VLIST GLM ALL 替换它们。
R4}G@&Q =}7wpTc, 这只会改变第一和第二个镜片的当前玻璃模型的材料，再次优化和模拟退火。
ik~hL/JD\ h b j^!0m 再次运行 MRG，这次选择 Ohara 目录。该程序现在匹配前两个元件，即玻璃，而不是塑胶。设计与以前一样好，如图6所示。（L41L1）
?Z!itB~ 9>le-}~ 
)+w0NhJw 
TO[5h Y\ f%*-PW^*
#:Cr'U 让我们来看看视场上的衍射图像。转到MPF对话框，选择“视觉外观”，放大设置为5，然后单击“执行”。结果，在图8中，在整个视场上几乎是完美的。
-$WiB k`
(_~/# 
l%B1JGu*F 
m{Q{ qJ5> @R}L
4
G`|mP:T:o 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。
r~nrP=-% RLE
@oYq.baHX ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
)#3 ,y 6 ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
f{ S)wE>; FNAME 'DSEARCH004.RLE '
v}[K Vwse MERIT 0.617523E-03
,`+y4Z6`W2 LOG 4
(U/[i.r5Cj WAVL .6562700 .5875600 .4861300
;
@Gm@d APS -9
{LJCY<IGq CSTOP
f$V']dOj1q WAP 2
dJNYuTZ' UNITS MM
F$F5N1< OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
Xg!Mc<wA [ drtQEc>qT 0 AIR
j-
F=5)A 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
3CQ pe 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
mq'q@@:c 1 GLM 1.582541321 69.489424800
*o"F.H{#N 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
i8HSY A 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
WlZ[9,:p1 3 GLM 1.862101561 32.759137271
'{( n1es 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
, {z$M 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
7\{<AM?* 5 CC 15.35107422
N@)4H2_u \ 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
SCxzT}#J 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
{2Gp+& 5 CTE 0.650000E-05
t4s}w$4 5 GTB U 'AD-5503 '
7Ox vq^[ 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
P!bm $h*3? 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
(:T~*7/" 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
o ]Vx6 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
, PN?_N 5 PLASTIC
mg >oB/,'Z 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
s?%1/&.~ 6 CC -1.63833609
l@#X]3h! 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
SKRD{MRsux 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
M;Vx[s,#, 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
6dq U4 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
<B u*: O 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
"t_ ] Qu6 7 CC -3.18613168
+oQ@E<)H 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
3'&]v6| 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
uF(- h~ 7 CTE 0.600000E-04
uvA}7L{UO 7 GTB U 'ZEON480R '
E) z g, 7Y 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
=~aJ]T}( 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
&] z2=\^e 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
u%*;gu"2 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
/[EI0 ~P 7 PLASTIC
M6?Q w= 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
9@vY(k k 8 CC -0.98132904
o_G.J4 V 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
0W=IuPDU 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
i, RK0q?> 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
,hOJe=u46 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
F1Z20)8K 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
@ $(4;ar 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
'm/b+9?. 9 CC -5.54999790
^jCkM29eu 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
]i$CE|~ 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
<<;j=Yy({` 9 CTE 0.600000E-04
vkR"A\: 9 GTB U 'ZEON480R '
@69q// #B 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
iSFgFJG^ 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
< ,cD EN7 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Bq@G@Q i 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
)(!vd!p5 9 PLASTIC
jJ?3z ,h 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
VNytK_F0P 10 CC 0.92206943
<w,aS;v6jp 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
vk#xCggK 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Z)?"pBv' 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
3d,|26I 7f 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
"ht2X
w 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
j
f^fj- 11 CC -0.42284721
~sA}.7 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
~KX!i
8+X 11 CTE 0.720000E-04
TkQ05'Qc 11 GTB U 'OKP4 '
a> Q7 Qn 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
zizrc.g/Yg 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
a{u)~: /G 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
/Hd\VI 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
myJsRb5 11 PLASTIC
4s$))x9p 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
lv8tS - 12 CC -21.87743665
2oq>tnYyV[ 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
I .(
9{ 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
}S4 2.f.p 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Ajq<=y`NzV 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
e1 '_] 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
n
~
=] / 13 CC -2.93101390
#~ >0Dr 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
&t6L8[#yd 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
w\\ 13 CTE 0.600000E-04
#FeM.k6 13 GTB U 'ZEON480R '
]*v%(IGK 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
%_/_klxnO 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
$T*kpUXH} 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
_e?(Gs0BM 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
,Ma$:6`f 13 PLASTIC
h7%< 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
@h $7C< 14 CC 16.95417460
ZB%7Sr0 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
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cZHlW|$R 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
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EnfSVG8kB8 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
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G2e m>W_n (s \Nm_j 另一种广角镜头：
3tgct <" 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。
;H}? 8L R2r0' Yx 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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.+ _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。
v/CXX<^U( 0] 5QX/I 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。
H'2pmwk * 78TT \q< 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。
HPu nNsA fkYa 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
