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。
cv2]* j.DHqHx 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：
98GlhogWt %;7.9% 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。
GD!-
qH 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：
`ruNA>M mb&lCd ^- 
5y]io
Jc9- KF_ ?'X0=
WSRy%# 镜头文件：
$_sYfU9 RLE
C6|(ktt ID WIDE-ANGLE DESEARCH
L7] ]ZAH!1 WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 $/+so;KD APS 5
,of]J| UNITS
MM b^x07lO OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 6gnbkpYi Z0-ytODI I 0 AIR
F?9SiX[\ 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
`?"6l5d.] 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
eJHp6)2 1 GLM 1.50000000 55.00000000
?n.)&ZIx0 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
>.e+S?o 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
6W&_2a7* 3 GLM 1.50000000 55.00000000
-p`L% xj\ 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
NgVR,G|1 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
,X68xk.' END
OUI6
ax\[ i CP~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。
IxOc':/jY dF W.}"^c CORE
16 $e
}n DSEARCH
2 QUIET GKZN}bOm\ USE CURRENT 5 ALL
:_xh(W+2< +6l]] *H GOALS
?'eq",c#4N ELEMENTS 5
2/B )O)#ls FNUM
2 1 gz f-)J BACK 10 SET
X`:'i?(yj STOP
MIDDLE \K7t'20 STOP
FREE T_LLJ}6M ASPH Q
+ BL{@,zr ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
eh( <m8I FOV .2 .4 .6 .8 1
dz-y}J11 DELAY OFF
)*|(i] NGRID 6
E7nFb:zlV SNAP
10 _Zc4=c,K PLASTIC 5 7 9 11 13
6ZOy&fd,Ty !QUICK 30 40
xq[Yg15d% ANNEAL
50 10 Q D."=k{r. NPASS 50
~Y7dH
Dn END
})Yv9],6 SPECIAL
AANT rjk ( X|R* ACC
10 1 1 fDh] tua ACA
70 1 10 X(*!2u S LUL
90 .1 1 A TOTL Y3Oz'%B END
,DQjDMjrf GO
jVWK0Zba ]*N1t>fb ]s_8A`v m )8,|- o= 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。
Da.G4,vLh Q.Aa{d9e 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。
Q@S-f:! Z7a945Jd 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
*if`/N-q(m :TalW~r | 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。
`@Oa lg *[}^[J
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：
h8{(KRa 6 O_~7Glu 
N ( Oyi ZDt?j
`]i
[ ]| DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
z jl!9M! %, P >%'0 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。
`3 c CH 4hs)b 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。
>''U g>JL DQdc 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
Ib=x~za@n APS -9
}G
V X>p CSTOP
I/6)3 su% WAP 2
1q7tiMvV- 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。
lLhL`C ! C[sh, 
H`9Uf) I\O\,yPhhP
(Z] HX@"{J 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。
6%G-Vs]*2 <y. ]ImO 
I:98 $ r$ 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。
o 5U(i zP\7S}p7% 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。
fWnD\mx?0 \3f& 7wU 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）
"R>FqX6FB 4GdX/ 6C. 
dt@ P>rel 
4< dcB@v >Gml4vGK
I#F!N6; 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。
8.A R.o =@&cH Y 
dP ?Ge} 
YyAJ m^o -VKS~{
m,i,n9C-> 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。
a ' Ki;]q RLE
sUJ%x#u}Fk ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
O/s $SX%g ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
:}8Z@H!KkY FNAME 'DSEARCH004.RLE '
af BE{ MERIT 0.617523E-03
IYn]U4P.
LOG 4
\MC-4Yz WAVL .6562700 .5875600 .4861300
g[RI.& ? APS -9
R0ID2:i]F CSTOP
,2Q o7(A WAP 2
!* Ti}oIo& UNITS MM
zi R5:d3 OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
wI]"U2 L5 Un`^jw#_ 0 AIR
KqBk~- G 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
c 0B|F 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
*4+3ObA 1 GLM 1.582541321 69.489424800
&, A64y 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
lO&3{dOYE 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
p oGc a1 3 GLM 1.862101561 32.759137271
AjcX N 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
;<yd^ Xs 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
/J f.y*; 5 CC 15.35107422
z%MW!x 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
Q_* "SRz 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
) [0T16 5 CTE 0.650000E-05
Ya>oCr}K 5 GTB U 'AD-5503 '
Dd;Nz 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
kt`nbm|aw 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
O5$/55PI 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
p' M%XBu 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
G9g1hie@% 5 PLASTIC
JJ; [, 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
.CL^BiD.D 6 CC -1.63833609
mPI8_5V8] 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
MZ Aij 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
hX `}Q4(k 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
@-UL`+ 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
eF[63zx5* 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
5 >BK%` 7 CC -3.18613168
GpZ c5c 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
? 5_7;Ha 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
G}& Sle] 7 CTE 0.600000E-04
r.4LU 7 GTB U 'ZEON480R '
m[j70jYe 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
fo Jdu+^ 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Neg,qOt 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
x| yEt O& 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
FQ
g~l4WX 7 PLASTIC
`PY>Hgb 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
v) vkn/: 8 CC -0.98132904
yAoe51h? 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
I\YV des# 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
C@th O 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Q}-~O1 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
`jwa<N4e@ 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
v|U (+O 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
(SKVuR%Jj 9 CC -5.54999790
os/vtyP:a 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
0GJn_@hr 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
]T%rjsN 9 CTE 0.600000E-04
T49zcJf; 9 GTB U 'ZEON480R '
zN
[2YJ$ 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
m! <\WN6g 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
cJ54s } 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
l P<:tR~K 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
NH+(?TN 9 PLASTIC
y~)1
1]'> 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
f o Q#a 10 CC 0.92206943
dd]/.Z 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
\Gc+WpS( 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
!Q#{o^{Y~ 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
9<KAX r# 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
_cXqAo[V 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
-wjN"g< 11 CC -0.42284721
*4V= z# 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
F7Zwh5W 11 CTE 0.720000E-04
-|E!e.^7: 11 GTB U 'OKP4 '
aG^4BpIP 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
;<leKcvhQ& 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
o<N nV 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
0:+ WO%z 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
qHxqQ'ks; 11 PLASTIC
R) c'#St 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
b,C aWg 12 CC -21.87743665
*hw\35%P`? 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
J> \B`E 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
3`k;a1Z#O' 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
-{ H0g] 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
xXM{pd 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
mya_4I
m 13 CC -2.93101390
hNzB4 p 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
o_'p3nD 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
C+TI ]{t 13 CTE 0.600000E-04
Y./2Ely 13 GTB U 'ZEON480R '
-]QD|w3dp 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
ariLG [:X 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
$ C `;fA 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
hRCed4qA 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
rYbpih=x 13 PLASTIC
~-I +9F 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
YxP&7oq 14 CC 16.95417460
Rb.SY{}C 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
_ ]Z s,Hy 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
kO}AxeQ 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
)'~6HO8Z 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
l?Ya"C`FL 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
cZ|\.0- END
Rp5#clsy %T~ig[GstX 另一种广角镜头：
'#&os`mQ 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。
:$n=$C -wp |cR;{Z8?_ 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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07 [_.i .l 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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](s'L8 (x 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#WAR]x0x 2Tagr1L 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。
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^3UGV*Ypk 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
