SYNOPSYS 如影相随 @Du}
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： +F~0\# d
1 专利 ； L^Q+Q)zTh
2 期刊论文 ； 3).o"AN
3 教材； W+f&%En
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； +#uNQ`1v
5 光学论坛； LbX6p
6 积累，经验总结； a5}44/%
7 PW法； NVc! g
8 组合法； 7vpN 6YP
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： u:uSsAn0$
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y+ " ;
TjUZv 1(L
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。 R=amKLD?
b4)*<Zp`
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 45 )ogg2
======================================== [%84L@:h
!3530BM CCD v*H & F
OFF 98 ]opW; |{e
CORE 10 |J< pLz
TIME Oh/b?|imG
DSEARCH 1 QUIET 14r Vb2^
hD$p;LF
SYSTEM bwSRJFqb
ID 3530 BOARD LENS nGv23R(?G
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 V%BJNJ
WA1 .656 .587 .546.486 .436 [-E{}FL|
CORDER 3 1 5 c+8>EU AW
WT1 1 1 1 1 1 & e
?"5
UNITS MM 5X `w&(]m
END ,qe]fo >
5%QC
][,
GOALS @L[PW@:SZ
ELEMENTS 8 hY.e [+
FNUM 【Fno】 d=t }T6.|
BACK 0 0 X ;OsH
STOP MIDDLE #a(%(k S
STOP FREE GJ C!0{8;
RSTART 100 60 200400 0q [p{_t`
THSTART 6 < QDr,Hj
ASTART 6 }fJ:wku
RT 0.75 <78$]Z2we
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 g[EM]q,
FWT 1 1 1 1 1 FJa[T oZ4+
NPASS 50 R=vbUA
ANNEAL 200 20 Q YY#s=
COLORS 3 NK7H,V}T
SNAPSHOT 10 c~gNH%1 XN
QUICK 50 50 ( zn_8s
END t} *l?$`
,DQGv_
SPECIAL AANT tt6.
jo
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 v8=?HUDd
LLL 6 1 1 A BACK iK5]y+@8
LUL 35 1 1 A TOTL xS pMyXrQ
I.^X 2
END k4qLB1&,
GO [x;(cISK1
TIME jlu`lG*e&
======================================== 3]O`[P,*%
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° rc;7W:
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 K1?Z5X(b
【Fno】=3 >Z#uFt0<Pm
pU?{0xZH
将上述变量填入数字即可。 wGEWr2$
下面总结几种视场角的表示方法 %f3c7\=C
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 +
,@ FxZl
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 &`9j)3^J.
t8+?U^j
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 Nk96"P$P
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 Ik`O.Q.}
!]$V9F{K
情形三、广角镜头专用 i{o#3
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 k$ZRZ{
E+
zP_ ]
情形四、 h&)fu{
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 UZzNVIXA%
iuiAK
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数，选择合适的视场表示方式，修改代码参数。关闭98开关，通过试跑，不断的调整参数和权重，特别以下几个： =nJ{$%L\x,
1 ELEMENTS 原件数量 7~_{.f
2 RSTART 半径初始值 }x*7l`1
3 THSTART u?Fnln e4@
4 ASTART /8f>':zUb
5 SPECIAL AANT 8';m)Jc
iaY5JEV:CA
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。 %lN2n,AK
"yg.hK`
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： 8O,? |c=>
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。 L
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+"jl(5Q
2 运行使用现象 $z*@2Non
笔者软件运行环境说明 j]r XoV>
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 2zz,(RA
处理器：i7-7700HQ CPU z 8IPhE@
内存：8.00 GB ZAMeqPt
DhZ:#mM{
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。 YPu9Q
b)N[[sOt
解决方案：重启软件 G 0hYFc u
$30oc
Tt{
3 功能上，期望Dsearch可以多出一些模式，满足实际不同镜头类型需求。 M(yH%i^A
模式一：DN镜头类型，波长为多重结构的日夜两用镜头DSEARCH，属性可以设置为。 ?-pi,O~(p
xdPcsox~
]fj- `==
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 KE<k j$
WP}ixcq#
1Q]Rd
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。
