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。
5acC4v!T j$4lyDfD 在这种情况下，有一个相当简单的方法可以很好地实现：首先画出一个前端，将光束转换成一个角度较小的光束，然后从那里开始，用 USE CURRENT 声明该部分。下面是一个例子：
IR32O,) cQ3p|a ` 我们想设计一个半视场角为92.4度的镜头，F 数为2.0。我们将使用塑胶制作非球面
透镜。首先，我们必须创建一个可追迹的前端。
z? GtC{L9 我们从一个含两个镜片组的简单系统开始，并指定用于广角的物体类型 OBD，并在表面5上声明一个近轴光阑。我们从一个中等角度开始，比如50度，然后，使用 WorkSheet™ 滑块，给元件一些负的光焦度，并将它们向右弯曲。当看起来效果很好时，增加 OBD 视场角，以这种方式继续，直到我们达到所需的92.4度角。 这是前端部分：
vzF6e eaD #c9MVQ_ 
X|L _}Q7 u++ a0>N
4tSh.qBht 镜头文件：
"2 D{X RLE
`%~f5< ID WIDE-ANGLE DESEARCH
TQOJN WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 hl2 |Ec APS 5
W #kLM\2L UNITS
MM aM:tg1g OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 M
#%V%< 4C3i 0 AIR
AjsjYThV 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
'1d0
*5+6k 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
!e~d,NIy 1 GLM 1.50000000 55.00000000
:u2tu60&MJ 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
To-$)GQ@W 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
dvglh?7 d 3 GLM 1.50000000 55.00000000
YB4|J 44Y 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
B)dd6R>8 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
SN`L@/I END
y,c \'}*H 7 ,Q7`}gBf 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。
Mb97S]878I C OD^osM@ CORE
16 j`_Z`eG DSEARCH
2 QUIET |7.X )h` USE CURRENT 5 ALL
a;(,$q3M mn(MgJKQ\ GOALS
QRF:6bAxsL ELEMENTS 5
9QkssI FNUM
2 1 aw7pr464 BACK 10 SET
3Q,p , STOP
MIDDLE L l,nt STOP
FREE ;cb='s ASPH Q
F |_mCwA ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
v4\
m9Pu4 FOV .2 .4 .6 .8 1
y }h2 DELAY OFF
\;+ b1 NGRID 6
o+\?E.%%g SNAP
10 -CPLgT PLASTIC 5 7 9 11 13
Q?'Ax"$D !QUICK 30 40
uuy0fQQ8ti ANNEAL
50 10 Q GB}X NPASS 50
clr]gib END
^(:n a6C SPECIAL
AANT ON"V`_dq+M ACC
10 1 1 2XeN E [ ACA
70 1 10 Y1Bx Rd?D LUL
90 .1 1 A TOTL 9y)}-TcSpY END
5=!aq\
5 GO
s ZokiFJ X4"[,:Tw x/ P \qI 1z3I^gI*i 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。
NE Z ]% Q F hQfn 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。
8)J,jh9q >~&7D`O 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
p\xsW "=8q >
!HC
? 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。
S_Vquw(+ \BSPv]d 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：
dw7h@9\ y ` $[`C/h 
`y.i(~^1 QSOJHRl=C
@2 SL$0!QA DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
~ o5h}OU" b*< *,Ds/G 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。
lpefOnO[ hPU Yq7B 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。
,q
Bu5t J-Fqw-<aFJ 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
P"c7h7 APS -9
yMf["A vG CSTOP
uTP4r WAP 2
Js !Zk\O 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。
Zg!E}B:z om,=.,|Ld 
/A`Ly p# ' :,p6
nZUBblRJ) 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。
{7FD-Q[tS $h' >Zvf 
8f#&CC!L 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。
" gi 1{ $ZE"o`=7 这只会改变第一和第二个镜片的当前玻璃模型的材料，再次优化和模拟退火。
z^9df( L|w}#|- 再次运行 MRG，这次选择 Ohara 目录。该程序现在匹配前两个元件，即玻璃，而不是塑胶。设计与以前一样好，如图6所示。（L41L1）
Gt?ckMB I*8_5?)g< 
HL Dg_ On8 
)TgjaR9G FYeUz$/
C Eb .?B 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。
^VB_>|UN4 gOA]..lh 
)Y,>cg:z~ 
imf_@_ ; +]GyDgVq
}U7 ><I 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。
p \7(IhW@ RLE
dD"o~iEC ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
oNr~8 CA` ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
zLLe3?8: FNAME 'DSEARCH004.RLE '
>=U n=Q% MERIT 0.617523E-03
}))JzrqAe LOG 4
*Z"(K\1TH WAVL .6562700 .5875600 .4861300
EK}f-Xei APS -9
vc(6lN9> CSTOP
Z"G@I= Q( WAP 2
fmj-&6 UNITS MM
#N"K4@]{ OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
mEe JK3D[ ? k*s!YCZ 0 AIR
``mW\=fe 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
G@igxnm} 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
skP 2IMa75 1 GLM 1.582541321 69.489424800
i<nUp1r( 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
ryp@<}A]!d 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
E`SFr 3 GLM 1.862101561 32.759137271
9:tKRN_D 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
c B9`U4< 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
}x1*4+Y1 5 CC 15.35107422
HLcK d`$/ 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
{!hA^[}| 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
cC6W1K! 5 CTE 0.650000E-05
9L'R;H?L 5 GTB U 'AD-5503 '
wA<#E6^ vG 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
kiFTx
&gf 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
0UvN ws 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
NPM}w! 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
?5 ! >k^q 5 PLASTIC
|PED8K:rU 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
%Ot^G%34 6 CC -1.63833609
~Xg@,?Zr 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
S:GX!6> 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
+;J b)8 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
I)Dd"I 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
VL/%D* 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
| :i``gFj 7 CC -3.18613168
s:y=X$&M 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
K?q1I<94 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
}*4K]3et$ 7 CTE 0.600000E-04
RvF6bIqo 7 GTB U 'ZEON480R '
^ cn)eA 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
`}^_> 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
<Vk^fV 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
V[Jd1T 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
X|F([,o 7 PLASTIC
wU#79:h 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
H`$s63 8 CC -0.98132904
=kUN ^hb 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
t YmR<^ 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
1wl8
8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
.h2K $(/ 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
:*"0o{
ie 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
ozbu|9 +v 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
+`==US34 9 CC -5.54999790
8qfg=mu+ % 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
ui,#AZQ#{4 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
j1)HIQE|5f 9 CTE 0.600000E-04
z&o"K\y\ 9 GTB U 'ZEON480R '
; 9pOtr 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
?3"bu$@8 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
^<R*7mB* 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
33_YZOy^j 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
'~ 3a(1@8 9 PLASTIC
ki#O ^vl 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
gd6We)& 10 CC 0.92206943
m Kwhd} V 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
%QUV351H 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
QW.VAF\6* 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
sH(AsKiNKe 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
EnJAHgRV;e 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
g_}r)CgG| 11 CC -0.42284721
!6ZkLE[XJ< 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
9N|O*h1;u 11 CTE 0.720000E-04
^.F @yo2} 11 GTB U 'OKP4 '
2+Z2`k]AC 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
yf! 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
^{["] !f# 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
j Yet!l 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
inavi5. 11 PLASTIC
'}*5ee](S 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
DNdwMSwp 12 CC -21.87743665
9}Tf9>qP>M 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
4`G":nE?We 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
lcij}-z:%e 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
'+NmHu:q 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
:cop0;X:Wm 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
MN|y5w}$u 13 CC -2.93101390
g6$X { 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
J4h 7]
qt 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
ho2o/>Ef3 13 CTE 0.600000E-04
8w~I(2S:# 13 GTB U 'ZEON480R '
!}^c.<38Q 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
} `4o + 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
%-|Po:6 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
0 ]U
;5 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Xvm.Un< N 13 PLASTIC
A"k6n\!n; 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
b5
YE4h8% 14 CC 16.95417460
Nhn5 iN1* 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
'i_od|19~h 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
/] ce?PPC 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Qv,|* bf 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
=M)>w4- 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
+/7UM x1 END
`h( JD$w `!DrB08A 另一种广角镜头：
)H#Hs<)Qy 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。
f .rz2)o [ kgT"?w= 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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4QdY"s ( n 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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d>&6 R^ XQ--8G 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。
< P ~+H>; Gk*Mx6|N 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。
qiiX49}{ \y{Bnp5h 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
