SYNOPSYS 如影相随 /PSXuVtu5
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： |)>+&
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1 专利 ； h C"'cUrcN
2 期刊论文 ； {06-h %qr
3 教材； ]XlBV-@b
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； T $0)un
5 光学论坛；
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6 积累，经验总结； Q{S{|.w-
7 PW法； UZFs ]z!,k
8 组合法； h`9 & :zr
其中，方法1~5适用于初学者，方法6适用于具有一定工作年限的设计师，方法7适用于理论计算能力强的人，方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点： ?;UR9f|!
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*%jtcno=Y
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 Zbr e5&aU
]Kjt@F";
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 Q'=7#_
======================================== Jjj;v2uSK
!3530BM CCD dR=sdqS#J
OFF 98 j<
h1s%
CORE 10 |PYyhY
TIME go=xx.WJ
DSEARCH 1 QUIET <<cezSm
H1?C:R
SYSTEM ~kV>nx2
ID 3530 BOARD LENS *wx%jbJo
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 sd+_NtH
WA1 .656 .587 .546.486 .436 B+Qo {-
CORDER 3 1 5 a"Iu!$&N
WT1 1 1 1 1 1 : i.5
< f
UNITS MM "h1ek*(?<
END Xsanc@w)^C
8VU(+%X
GOALS r IB./,
ELEMENTS 8 jdVj
FCl^#
FNUM 【Fno】 d, i4WKp
BACK 0 0 _&gO>G,uy
STOP MIDDLE ZR=i*y
STOP FREE l{3zlXk3z
RSTART 100 60 200400 i 4> M
THSTART 6 C[TjcHoA
ASTART 6 46
0/eW\
RT 0.75 +|GHbwvp
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 .1^ Kk3
FWT 1 1 1 1 1 | *ZM{$
NPASS 50 Y
cL((6A
ANNEAL 200 20 Q Z?[ R;V1j
COLORS 3 3zfpFgD!
SNAPSHOT 10 !W&|kvT^
QUICK 50 50 /8:e|
]
END L?a4>uVY
\cX9!lHl
SPECIAL AANT s H'FqV,)
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 Zd-QZ<c";t
LLL 6 1 1 A BACK .& b c3cW
LUL 35 1 1 A TOTL |Om][z
*h?}~!AjY
END )Mflt0fp
GO @pJ;L1sn
TIME AGwdM-$iT
======================================== ]{|l4e4P
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° 07(LLhk@d
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 9.~ _swkv
【Fno】=3 -;
d{}F
-`spu)
将上述变量填入数字即可。 !3c+}j -j
下面总结几种视场角的表示方法 }(na)B{m
情形一、工作距离为无穷远角度表示，常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 pXQ$n:e
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 d{WOO)j
) .V,zmI
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 SFP?ND+7
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 &jnBD r
E\Iz:ES^
情形三、广角镜头专用 p@DVy2,EY
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 :zfMRg
h{~GzrL*
情形四、 #QOb[9(Tu(
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 `5x0p a
$K\;sn; |:
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数，选择合适的视场表示方式，修改代码参数。关闭98开关，通过试跑，不断的调整参数和权重，特别以下几个： HDE5Mg "
1 ELEMENTS 原件数量 Bbb":c6w0
2 RSTART 半径初始值 r|bGn#^
3 THSTART # w^Ot*{!N
4 ASTART Qe9}%k6@E
5 SPECIAL AANT %6 V=G5+W
,&O&h2=
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 : IsJE6r
w 17{2']
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： &d!ASa
1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌，操作系统（W7 W8 W10 W11） 64位。 xo-}t5w6t
%f&Bt,xEo
2 运行使用现象 c qb6]
笔者软件运行环境说明 8_rd1:t5
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 ?WS.RB e2
处理器：i7-7700HQ CPU o/RGz PR
内存：8.00 GB iP^[xB~v
/Vv)00
存在现象：使用PAD 命令打开Layout显示图，无法完整显示窗口，最小化、最大化、关闭按钮不可见，无法将其关闭。 _$}@hD*R~
Z#;\Rb.x7
解决方案：重启软件 G"
(ck4
[[4!b E
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。 `Y '-2Fv
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。 M|.ykA<D
NfCo)C -t
\w$e|[~
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 0V2~
94rx4"AN8;
yS #D$q2_
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。
