SYNOPSYS 如影相随
'FG@Rg( 心有山水,学而不废。
光学设计,是一个传统又新奇的学科,既有经验上的感觉,又有理论上的束缚。简直是让人对它咬牙切齿,又爱又恨!对于一些初学者或者是从业不久的设计师,往往不知所措。早期
光学设计主要依靠PW法计算初始结构,随着
软件技术的成熟,出现了诸如
ZEMAX、CODEV等光学设计软件?但是这些软件都是依托于初始结构。常规初始结构的来源主要有以下几个方向:
lygv#s-T 1 专利 ;
;xu&%n[6@ 2 期刊论文 ;
[Lid%2O3ZR 3 教材;
<EuS6Pg 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
5^{).fig 5 光学论坛;
a#/~rNRY 6 积累,经验总结;
,#(k|Zztc 7 PW法;
N8{
8 a 8 组合法;
>#5jO9 其中,方法1~5适用于初学者,方法6适用于具有一定工作年限的设计师,方法7适用于理论计算能力强的人,方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点:
l+^4y_ ebf/cCh
D.w6/DxaXa fvV5G,lD3h 当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时,醉后不知天在水,满船清梦压星河。醉翁之意不在酒,在乎山水之间也,让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同,独具匠心的功能:DSEARCH和ZSEARCH功能,用于无中生有,悦尽霜华,寻一丝期望。
s)kr=zdyo #sf1,k5' DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
BIjkW.uf ========================================
_6\"U5*Y !3530BM CCD
edfb7prfTl OFF 98
:LTjV"f CORE 10
F<2qwP TIME
S@WT;Q2Z DSEARCH 1 QUIET
p{O@ts: Ap<j;s4` SYSTEM
%07vH&<C. ID 3530 BOARD LENS
N9PEn[t@ OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
7$JE+gL/7 WA1 .656 .587 .546.486 .436
_Q\<|~ CORDER 3 1 5
])Z p|?Y WT1 1 1 1 1 1
Y]"lcr} UNITS MM
"'I|#dKoG END
sbq:8P# Oa'T$' GOALS
eOUEhpE ELEMENTS 8
n,b6|Y0 FNUM 【Fno】
H :`H4S} BACK 0 0
$gaGaB STOP MIDDLE
/wJocx]vQ STOP FREE
nMH:7[x3 RSTART 100 60 200400
q.d
qr< THSTART 6
n6#z{,W<3 ASTART 6
xPP]Ro PR RT 0.75
1 o\COnt FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
_16r8r$V FWT 1 1 1 1 1
X;yThb`iI NPASS 50
Wf-P a9 ANNEAL 200 20 Q
O7zj8 COLORS 3
d5lD! SNAPSHOT 10
'17V7A/t QUICK 50 50
)*9,H|2nS END
C9nCSbGMY{ x8RiYi+ SPECIAL AANT
/*m6-DC LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
ST[E$XL6 LLL 6 1 1 A BACK
C&RZdh,$ LUL 35 1 1 A TOTL
W$Z8AZ{E 18ON`j END
d+&w7/F GO
(bGk=q=M TIME
WTu1t] ========================================
y6 gaoj 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
eZmwF@ 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
r.v.y[u 【Fno】=3
3F{R$M} >$;,1N $bd 将上述变量填入数字即可。
*4[P$k$7 下面总结几种视场角的表示方法
@e^(V$ap 情形一、工作距离为无穷远角度表示,常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜
2 :&QBwr+; 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
QzV%m0 F|?}r3{aJ 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
Vu Ey`c 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
MQlGEJ H8qWY"<Vd 情形三、广角镜头专用
]nm(V OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
Twpk@2=l Z#s-(wf 情形四、
G%SoC
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
k3&/Ei5 C@@PLsMg 笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标
参数,选择合适的视场表示方式,修改代码参数。关闭98开关,通过试跑,不断的调整参数和权重,特别以下几个:
|pR'#M4j4A 1 ELEMENTS 原件数量
4gn|zSe>^ 2 RSTART 半径初始值
]N6UY 3 THSTART
nSq$,tk( 4 ASTART
4\14HcTcK 5 SPECIAL AANT
Y|-:z@n6C y+$a}=cb0 对于DSEARCH尽可能的减少约束,让系统充分发挥潜力,寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。有时候呢,近在咫尺,却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦
光学系统,创造具有一定潜力的初始结构,在经过后期的
优化,逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性,因为远心镜头总长口径一般要求不高,Fno数值又大,通过DSEARCH,可以比较轻松的找到合适的结构,再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH,适用于变焦光学系统,同理为光学设计师提供了初始解,显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。
Q@cYHFi~+ OwLJS5r@<- 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
YG6Y5j[-X~ 1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌,操作系统(W7 W8 W10 W11) 64位。
*):s**BJ$ )T'~F 2 运行使用现象
jN!sLW 笔者软件运行环境说明
/F}dC/W 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
^'4I%L" 处理器:i7-7700HQ CPU
FES0lw{G# 内存:8.00 GB
{ &pBy ^[1Xl7)` 存在现象:使用PAD 命令打开Layout显示图,无法完整显示窗口,最小化、最大化、关闭按钮不可见,无法将其关闭。
lk4$c1ao2@
?)e6:T( 解决方案:重启软件
5
$.az "cDc~~3/@ 3 功能上,期望Dsearch可以多出一些模式,满足实际不同镜头类型需求。
/!W',9ua6 模式一:DN镜头类型,
波长为多重结构的日夜两用镜头DSEARCH,属性可以设置为。
Q8NrbMrl
._`?ZJ HUx-8<ws 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
,UneS
[B%:!Q)@ ?r^>Vk} 模式三:针对紫外光学级镜头搜索的 Dsearch。由实际设计经验可知,紫外光学系统主要由两种材料构成,正好和计算机的0 和 1相似。材料的选择只有两种可能,在配合不同半径 TC AC的初始解。通过设定光学系统的片数,程序可以把所有排列组合穷尽,找到满足光学指标的可能解,极大的降低了紫外光学镜头设计难度。