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。
p]7IoO
-@ Q n;,OB k 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：
| _nBiHjNn .F/s ( 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。
u $D%Iz 我们从一个含两个镜片组的简单系统开始，并指定用于广角的物体类型 OBD，并在表面5上声明一个近轴光阑。我们从一个中等角度开始，比如50度，然后，使用 WorkSheet™ 滑块，给元件一些负的光焦度，并将它们向右弯曲。当看起来效果很好时，增加 OBD 视场角，以这种方式继续，直到我们达到所需的92.4度角。 这是前端部分：
BP1<:T'.q` Ian+0
?`e 
J"XZnb)E= mgb+HNH%q\
c/l^;6O/!\ 镜头文件：
ss`Sl$ RLE
)kYDN_W ID WIDE-ANGLE DESEARCH
z00,Vr^m WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 =}Yz[-I APS 5
q RRvZhf UNITS
MM :*YnH& OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 f*Os~@K oFsV0 {x%) 0 AIR
~"8r=8| 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
:BB=E'293 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
hUEA)c 1 GLM 1.50000000 55.00000000
dq0! .gBT2 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
$KP&#;9 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
)^
P Wr^ 3 GLM 1.50000000 55.00000000
HumL( S'm 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
d)d0,fi?- 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
h-DHIk3/ END
,E"n 7*6mr *JZ lG%z 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。
bHQ) :W Xv+,Z<>iQ CORE
16 `]a0z|2'! DSEARCH
2 QUIET e%IbM E]x USE CURRENT 5 ALL
?P/73p IsDwa qd| GOALS
ZKM@ U?PK ELEMENTS 5
F3L+X5D.yu FNUM
2 1 t/ l<X]o BACK 10 SET
,hm &] STOP
MIDDLE 5qFHy[I A STOP
FREE Lyit`j~yH ASPH Q
~
e a K]| ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
ph~BxK )i6 FOV .2 .4 .6 .8 1
l(\F2_,2W DELAY OFF
` $q0fTz NGRID 6
tq 51;L SNAP
10 QlS_{XV PLASTIC 5 7 9 11 13
D WN9_* { !QUICK 30 40
kdaq_O: s ANNEAL
50 10 Q #WS>Z 3AY NPASS 50
&y7xL-xP END
0E)M6
jJ SPECIAL
AANT A2 $05a$% ACC
10 1 1 !OMCsUZ ACA
70 1 10 hE<Sm*HU LUL
90 .1 1 A TOTL '*Ld,` END
^x_$%8 GO
WQbjq}RfI '8(UiB5d p7HLSB2Rp e3?z^AUXm 在此案例中，我们使用SET指令指定10 mm的后
焦距。DSEARCH 允许您以三种方式控制该距离：如果您只是给出一个距离，例如 BACK 10，程序会在末尾添加 YMT 求解并在 AANT 文件中包含一个目标来控制值。 如果添加权重因子（例如BACK 10 100），则将该权重应用于目标。 第三种方法是请求精确值，在这种情况下使用BACK 10 SET。 现在，程序将简单地将后焦距设置为输入值，在这种情况下为10，并且不会添加 YMT 求解。 对于较复杂的设计，这通常是一个很好的选择，特别是当其他选项返回带有虚像的系统时。
Y?L>KiM$ ! Uv>>MCr 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。
}0iHf'~DH* $ VhY"< 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
oxdX2"WwU y|zIu I-p 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。
LF#[$
so{i d8U<V<H< 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：
h4+*ssnYV 5=%KK3 
7 p1B"% ^Ai QNL}
*z.r OY=
8 DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
\jmZ t* c ` U- vXP 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。
@;N(3| n7 ;cZp$
xb3 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。
w'E?L`c $cU7)vmK` 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
rm-;Z< APS -9
tG zp= PyA CSTOP
e
m0 hTxb WAP 2
i0J`{ PbI 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。
v`]y:Ku|wR ~ qI r'?D 
=LGSywWM9 `uZMln @
$15H_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。
R[)bGl6# ?%Ww3cU+J 
.!Kqcz% A 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。
KY%{'"'u H8=:LF 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。
pOh<I {r1 ) xK 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）
nh"dPE7^ u[oV
Jvc 
|lZp5MOc 
)Y9\>Xj7 ; (A-
y)a)VvU": 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。
WglpWp) 08D:2 z1z 
6(uZ n= 
M ?AX :0 /oLY\>pD
N u\<Xr8 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。
}` %ks RLE
/y 6f ~F ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
1uCF9P
ai ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
3HW&\:q5'M FNAME 'DSEARCH004.RLE '
D.|r
[c MERIT 0.617523E-03
#NYHwO<0- LOG 4
}L&LtW{X WAVL .6562700 .5875600 .4861300
}/,Rp/+7] APS -9
*Ms "{+C CSTOP
g_N^Y WAP 2
Li"+` UNITS MM
P =6d<no&< OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
:K"~PrHm c))?9H
,e) 0 AIR
mfS}+_ C 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
&[_@f# 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
~!Nw]lb! 1 GLM 1.582541321 69.489424800
Xo] 2iQy 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
S' kgpF"bm 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
Bz kfB:wr 3 GLM 1.862101561 32.759137271
gIusp917 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
a]xGzv5 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
`b] w yP 5 CC 15.35107422
h]+;"v6 / 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
K~I?i/P=z 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
VJT /9O)Z| 5 CTE 0.650000E-05
>]xW{71F@ 5 GTB U 'AD-5503 '
rpDBKo 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
o 9/,@Ri\5 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
('U TjV 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
/<IWdy] $3 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
c$^v~lQS 5 PLASTIC
W5= j&&|! 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
; 1 {=t!z= 6 CC -1.63833609
5J|S6x\ 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
-!\%##r7~ 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
80'@+A D 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
~cfXEjE6 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
l>`66~+s,` 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
$u'"C|>8 7 CC -3.18613168
jZPGUoRLg 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
jC># `gD 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
a0gg<M l 7 CTE 0.600000E-04
~:o$}`mW 7 GTB U 'ZEON480R '
D}lqd Ja 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
D4|Ajeo;1 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
I`rN+c: 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
(d D7"zQ 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
PnInsf%; 7 PLASTIC
Z"_8 l3 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
-N wic| 8 CC -0.98132904
VPuR4 p. 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
RE E .8_ 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
<tZZ]Y] 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
DB-79U %W 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
X&LJ" ahK 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
|N%
l
at 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
Xq03o#-p+ 9 CC -5.54999790
58 HA* w 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
6w;`A9G[YI 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
v
@0G^z| 9 CTE 0.600000E-04
,=4,eCS 9 GTB U 'ZEON480R '
njg0MZBqA 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
WysWg7,r 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
D" $Y, d 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
:{iH(ae; 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
+~aIT=i3 9 PLASTIC
AG9DJ{T 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
5[jS(1a`c 10 CC 0.92206943
buN@O 7\ 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
![\ P /1p 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
ej&.tNvq 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
9RHDkK{5 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
8>#ZU]cG 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
Ao}<a1f 11 CC -0.42284721
#)xlBq4cZ 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
Ys}^ hy 11 CTE 0.720000E-04
Ui
(nMEon 11 GTB U 'OKP4 '
WQ[n K5# 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
{}k3nJfE 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
OZ e&p 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
R@ z` 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
;hO6 p
11 PLASTIC
BlU&=;#r5> 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
!E?+1WDS0 12 CC -21.87743665
nb=mY&q}~ 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
}EkL[H! 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
'G>XI;g 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
M.}J SDt 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
P658
XKE 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
!37I2*+4 13 CC -2.93101390
1uj~/M 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
0Atha>w^o~ 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
S sW<,T 13 CTE 0.600000E-04
[1kQ-Ko` 13 GTB U 'ZEON480R '
|e2s\?nB0S 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
u%z'.#r; a 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
d/OP+yzgZ 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
vVvF e~y] 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
l`N#~ <. 13 PLASTIC
DMG'8\5C 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
S%}G 8Ty 14 CC 16.95417460
S9}I 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
B!x#|vGXL 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
YlbX_h2S" 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
v/rBjUc+X 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
CE96e y 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
JfWkg`LqL END
>\<eR]12 :2S?|7U4 另一种广角镜头：
n ng|m 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。
)M+po-6$1 a<\n$E#q 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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GLecBF+>F 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。
4sQm"XgE 9M27;"gK 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。
1 mJU l x ^` id/ 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。
k6ry"W3 !;*flr `/ 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
