SYNOPSYS 如影相随 MNC!3d(D\R
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： eS:e#> (
1 专利 ； n`xh/vGm#
2 期刊论文 ； {E|gV9g
3 教材； pN_!&#|+$
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； ?%Fk0E#>2
5 光学论坛； z?[DW*
6 积累，经验总结； _9r{W65s
7 PW法； ,O$C9 pH9
8 组合法； KW^aARJ)
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： IIiN1
Lu,5
F-0PmO~3+W
5V!XD9P'
_xt(II
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。 ':4pH#E
*'-^R9dN.S
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 [bJnl>A
======================================== qCN7i&k,
!3530BM CCD "s9gQAoaO
OFF 98 3=7 h+ZgB
CORE 10 ifZNl,
TIME p>3 '77
V
DSEARCH 1 QUIET c@M@t0WT[
$t'I*k^N
SYSTEM HH@xn d
ID 3530 BOARD LENS 8Oh3 iO
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 1s[-2^D+EM
WA1 .656 .587 .546.486 .436 yVzg<%CR^
CORDER 3 1 5 S]O Hv6
WT1 1 1 1 1 1 ~W{h-z%q
UNITS MM vyGL n
END ZH_4'm!^g|
_\PoZ|G4y
GOALS e}AJxBE
ELEMENTS 8 UROi.976D
FNUM 【Fno】 :/%xK"
BACK 0 0 ?ovGYzUZ
STOP MIDDLE ]
Nipo'N;
STOP FREE KB A%
RSTART 100 60 200400 ' PYqp&gJ
THSTART 6 N\p]+[6
ASTART 6 v=-3 ,C
RT 0.75 ,s&~U<Z
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
w{EU 9C
FWT 1 1 1 1 1 #q.G_-H4J@
NPASS 50 2!?z%s-S
ANNEAL 200 20 Q #2A SzCe
COLORS 3 [qMdOY%jx
SNAPSHOT 10 ER1mA:8>E
QUICK 50 50 bKZ#>%|:o
END fhx:EZ:~
=c^=Yvc7U
SPECIAL AANT dU3 >h[q
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 v} ;qMceJ
LLL 6 1 1 A BACK [=3tAPpzK
LUL 35 1 1 A TOTL 0(9@GIT
z}2e;d 7
END ATp 6-
GO <>Dd xmw
TIME a;(zH*/XK
======================================== l5]oS? >y
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° HTy F<K
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 .ASwX
【Fno】=3
vD9 D:vK
w?W e|x3
将上述变量填入数字即可。 f,inQ2f}d
下面总结几种视场角的表示方法 aW-o=l@;
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 f.)F8!!
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 |
8Egw-f
15o
*r
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 -
zw{<+ ;
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 pQ(e F0KG
7 P^{*!
情形三、广角镜头专用 @EOR] ^?!]
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 e0WSHg=6@
=C>`}%XT}
情形四、 EZumJ."
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 1( 7.V-(G
aevG<|qP
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： R:B BNzY}f
1 ELEMENTS 原件数量 3H}~eEg,
2 RSTART 半径初始值 S*m`'
3 THSTART JBEgiQ/
4 ASTART AKC foJ
5 SPECIAL AANT Etc?; Z[F#
pkN:D+g S
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[J@ tM#
hi
D7tb=g~
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： <kX V1@>
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。 V*7Z,nA
G 1;'nwf}
2 运行使用现象 Xm=^\K3
笔者软件运行环境说明 nB@iQxcz
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 p@7i=hyt`p
处理器：i7-7700HQ CPU fqk Dk
内存：8.00 GB h$7Fe +#I#
H"q`k5R
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。 hp]ng!I{\u
{ .3
解决方案：重启软件 =Q8H] F
`\F%l?aY
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。 '0_j{ig
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。 *&dW\fx
QTj ftcu
< A -(&+
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 teOBsFy/I
gAr` hXO
&Ky u@Tt
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。
