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。
?RW1%+[ )]4=anJu@| 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：
P,xJVo\ B6KG\,'| 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。
B( 5>H2 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：
<M}O&?N
8x Hs_7oy|P 
ZLdIEBi= YU!s;h
E@#<p-@~ 镜头文件：
5uOz #hN RLE
0 \s&;@xKk ID WIDE-ANGLE DESEARCH
Q1x15pVku/ WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 F2ISg' APS 5
m(^N8k1K; UNITS
MM 2;J\Z=7 OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 >oaL -01i TCIbPs E 0 AIR
`e?~c'a@ 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
K5t.OAA: 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
] 0MuX iR 1 GLM 1.50000000 55.00000000
qZ
+K4H 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
8 ?x:PkK 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
?Zk;NL9 3 GLM 1.50000000 55.00000000
RCxwiZaf33 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
):}A Quy] 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
3 `mtc@* END
25j\p { * X#K;(.},h 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。
8G9( )UF. 7s!rer> CORE
16 '
I !/I DSEARCH
2 QUIET eT ]*c?" USE CURRENT 5 ALL
412E7 zMBGpqdP GOALS
z|Yt|W ELEMENTS 5
; sq xFF@ FNUM
2 1 bR~5
:A^ BACK 10 SET
[9:";JSl"Y STOP
MIDDLE q">}3`k STOP
FREE o~q.j_Sa ASPH Q
yF%e )6 ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
bD| "c FOV .2 .4 .6 .8 1
Uj3HAu DELAY OFF
[!8b jc]c NGRID 6
; Ru[^p.{ SNAP
10 m/(/!MVy PLASTIC 5 7 9 11 13
IiE^HgM !QUICK 30 40
(I'{
pF) ANNEAL
50 10 Q inZ0iU9dy NPASS 50
\ pTv;( END
dK,=9DQy5 SPECIAL
AANT E AKW^'D ACC
10 1 1 f wMYEj ACA
70 1 10 <F"G~.^ *s LUL
90 .1 1 A TOTL 2 tCw{Om* END
rc~)%M<[2 GO
.tyV =B:h 1uR@ZK {?EmO+![} ; C(5lD&\5 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。
D%c^j9' 1 +7n vy^m 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。
>K1e= S Y %g3QE:(2@q 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
yOvV"x] M"u=)CT 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。
B,%KvL&xMX jO|`aUY Tf 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：
8*&73cp ;C
,
g6{ 
a2i:fz=[ w}t}Sh
GC3d7 DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
B r&&# x2aG5@<3 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。
<w8H[y"c $ndBT+ i 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。
5J&Gc;[p <S6?L[_ 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
Aw4)=-LKO APS -9
zxx9)I@?A CSTOP
{#`wW`U^ WAP 2
!8W0XUqh+ 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^U Y%t W[]|Uu/% 
t}pYSSTz r< LWiM l?
2Dvq3VbiO" 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 #~z'j DRXUQ H 
yv>uzb`N 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。
) .' + { {.o4U0+ 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。
In!^ +j DW : \6k 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）
vk( I7 l=S!cj ; 
| UQ [pas 
:P+7ti @ }j2t8B^&:
@KLX,1K 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。
j>
dZ26 >N _+7P" B|\ 
`_ZbA#R , 
$*P + r ;H#cMj
pm i[M)D 对于那些可能想要进一步评估此镜头的人，RLE 文件如下。您可以复制这些命令行并将其粘贴到 EE 编辑器中。
"SWL@}8vx RLE
V|HO*HiB3 ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
CD^@*jH9" ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
I|c?*~7* FNAME 'DSEARCH004.RLE '
aM,g@'.= MERIT 0.617523E-03
s- 0Xt< LOG 4
;G"!y<F WAVL .6562700 .5875600 .4861300
mR Gr+ m APS -9
SNSoV3|k- CSTOP
*p0n^XZ% ? WAP 2
]rg-=Y k UNITS MM
Lk^bzW>f OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
QqBQ [<_ v{ * 2F 0 AIR
}v_|N"@ 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
dpt P(H 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
r( wtuD23q 1 GLM 1.582541321 69.489424800
n%~r^ C_ 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
a_b+RMy 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
Y( K`3? A 3 GLM 1.862101561 32.759137271
Py+ B 2G| 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
a8k`Wog 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
1 un! 5 CC 15.35107422
t 0p 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
G2@'S&2@s 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
+x4*T 5 CTE 0.650000E-05
,5 3`t 5 GTB U 'AD-5503 '
('d, Sh 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
,MHF 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
T`<Tj?:^& 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
B/hQvA;( 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
g ssEdJ 5 PLASTIC
;9J6)zg !n 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
b#t5Dve 6 CC -1.63833609
EF=5[$
u 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
L"jj D: 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
8/u kzY1! 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
;\ j'~AyCn 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
8hyX He 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
&rG]]IO 7 CC -3.18613168
MBQ|*}+; 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
-ntQqHs 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
]A l)> 7 CTE 0.600000E-04
'^_^o)0gp 7 GTB U 'ZEON480R '
} z7yS.{ 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
kKC]
n 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
N1 vA>(2A 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
%)&Tr` 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
s,Fts 3+ 7 PLASTIC
~Q]::
8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
W3%RB [s- 8 CC -0.98132904
bV#j@MJ~0 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
yRQNmR;Uy 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
>f|0# * 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
qpa}6JVQ+j 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
a785xSUV 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
i?mUQ'H 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
Rdj^k^V+a1 9 CC -5.54999790
@bnw$U`+ 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
gh^w
! tH3 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
<l+hcYam 9 CTE 0.600000E-04
0B~x8f 9 GTB U 'ZEON480R '
AB<b W3qf( 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
jOK !k 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
xz +;1JAL3 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
?PV@WrU>B 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
BcQw-<veu 9 PLASTIC
p}X *HJq$ 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
L,,*8 10 CC 0.92206943
7WmY:g#s 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
rQTG- & , 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
lf R}cx 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Pt6d5EIG 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
eqWs(` 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
@TzUc E 11 CC -0.42284721
/}CAd 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
s)sT\crP@ 11 CTE 0.720000E-04
[V5,1dmkI 11 GTB U 'OKP4 '
'3E25BsL 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
D> -Pv-f/ 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
|F q\%y# 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
RE]*fRe7# 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
$)=`Iai 11 PLASTIC
FEV Ya#S 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
D< *) ^^ 12 CC -21.87743665
)"E1/$*k 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
WaE%g 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
3B$|B, 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
FIQHs"#T 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
V[7D4r.j 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
$?pfst~;O 13 CC -2.93101390
y'^b{q@ 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
Qv8 =CnuOT 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
"| PX5 13 CTE 0.600000E-04
+NOq>kH@ 13 GTB U 'ZEON480R '
yv$hI U2X 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
91k-os(4] 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
v,iq,p)& 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
EKmn@S-&P 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
#V Z
js`d6 13 PLASTIC
8N`Rf; BM 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
F 9q!Upr_+ 14 CC 16.95417460
1Z_ H% ( 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
3i9~'j;F3 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
W4nhPH( 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
;9vY5CxzC 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
vOtILL6 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
mZjP;6 END
n KjT&R j`MK\*qmz 另一种广角镜头：
t^~itlE{ 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。
J@ 8O U R~RE21kAc 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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?H8dyQ5" ?MvL}o\|
jk% H+<FU` 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。
X 0LC:0+ $ao7pvU6 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。
[ -R[rF (/!zHq 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。
iD>H{1 h 0J;Qpi!u2v 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
