SYNOPSYS 如影相随 HsjELbH
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： P S _3Oq)
1 专利 ； iioct_7,g<
2 期刊论文 ； Qfkh0DX
B
3 教材； Tsm)&$JI8
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； .q5J^/kr
5 光学论坛； "t (1tWO1o
6 积累，经验总结； gZ `32fB%
7 PW法； *}
*!+C3
8 组合法； eD*?q7
其中，方法1~5适用于初学者，方法6适用于具有一定工作年限的设计师，方法7适用于理论计算能力强的人，方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点： J^ +_8
^f^-.X
msA' 5>
Ax5mP8S
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 3iu!6lC
G*P[z'K=
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 {\vI9cni|"
======================================== HZ QDe&
!3530BM CCD f nLR
OFF 98 av u*>SB
CORE 10 Q a,NGP.
TIME r m Y,v
DSEARCH 1 QUIET 7>nhIp))
S+.21,
SYSTEM
Pcs^@QP
ID 3530 BOARD LENS =&di 4'`
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 M uDFdbtR
WA1 .656 .587 .546.486 .436 :0
W6uFNOU
CORDER 3 1 5 |_l<JQvf`E
WT1 1 1 1 1 1 V+qFT3?-
UNITS MM WW@JVZxK
END P1(8U%
8fJR{jD(s
GOALS ]%gp?9wy
ELEMENTS 8 ;Ri 3#*a=
FNUM 【Fno】 g8%MO hg
BACK 0 0 #5'c\\?Q
STOP MIDDLE :.C+ ?$iuX
STOP FREE r5f^WZ$-
RSTART 100 60 200400 >|l;*Kw,/P
THSTART 6 7!O^;]+,
ASTART 6 [ MV`pF)x
RT 0.75 D3<IuWeM
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 @PYW|*VS
FWT 1 1 1 1 1 Jn@Z8%B@Z
NPASS 50 3x04JE3!
ANNEAL 200 20 Q o `b`*Z
COLORS 3 =jJ H ^Y2
SNAPSHOT 10 NY4!TOp
QUICK 50 50 4fu'QZ (}
END Ty`-r5
P YdIP\<V
SPECIAL AANT J)-T:.i|0
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 ]XmQ]Yit
LLL 6 1 1 A BACK gb.f%rlZ`
LUL 35 1 1 A TOTL C}n'>],p
2~vo+ng
END hmc\|IF`
GO K5P Gi#
TIME m, \i
======================================== ] b}B~jD
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° zl0;84:H
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
W;^Rx.W
【Fno】=3 aML#Z |n
qIB>6bv#x
将上述变量填入数字即可。 x}v1X`6b
下面总结几种视场角的表示方法 #0}Ok98P
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 CT| z[^
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 6,B-:{{e"
0('OyH)
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 {d| |q<.-
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 EY
So=
3}08RU7[!
情形三、广角镜头专用 / rqqC(1
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 - oU@D
E^7C
_JP
情形四、 7 n\mj\
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 Y
[4vRzc
: aHcPc:
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： -U J? L
1 ELEMENTS 原件数量 b2G2 c L-(
2 RSTART 半径初始值 UMT\ Q6p
3 THSTART ~D*b3K 8X
4 ASTART X2i*iW<
5 SPECIAL AANT |pBMrN+is
&j3`
)N
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。 >J.Qm0TY(
n;%y
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： w2k<)3 g~
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。 Ah*wQow
FQ U\0<5
2 运行使用现象 ,E%1Uq"
笔者软件运行环境说明 Z*h43
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 5bXHz5i
处理器：i7-7700HQ CPU )^&,Dj
内存：8.00 GB Ky *DfQA
8}bZ [
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。 y">fN0{<
yE}BfU { .
解决方案：重启软件 I|Z/`9T
10?qjjb&
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。 XjxPIdX_H
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。 FW_G\W.
MvBD@`&7
Mxo6fn6-46
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 /oFc 03d
R0vww_ fz
B=r0?%DX"1
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。
