SYNOPSYS 如影相随 i[ BR"(
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： pAmTwe
1 专利 ； . )Se-'
2 期刊论文 ； k#% 19B
3 教材； Y@.> eS
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； E" X i
5 光学论坛； j.C C.[$g
6 积累，经验总结； T 6H"ER$
7 PW法； - T{~m6
8 组合法； {uj9fE ,)
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： Dz )bP{iq"
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*OF7 {^~&
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。 nbpN+a%
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DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 Gz *U?R-T
======================================== l!i B
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!3530BM CCD 72-@!Z0e
OFF 98 Y,m H ]
CORE 10 udc9$uO
TIME & 8&WY1cU
DSEARCH 1 QUIET #8/Z)-G
5o~Z>
SYSTEM vJq`l3&
ID 3530 BOARD LENS "Pys3=h
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 m@c2'*&Y
WA1 .656 .587 .546.486 .436 `Ze fSmb
CORDER 3 1 5 <1jiU %!w
WT1 1 1 1 1 1 9J]LV'f7
UNITS MM h}`< pq
END xD lC]loi7
Nq~bO_-I
GOALS &(. ZHF
ELEMENTS 8 Dkdm~~Rr
FNUM 【Fno】 xEiW]Eo
BACK 0 0 Bv= Z*"Fv
STOP MIDDLE AARhGx |L<
STOP FREE L:^'cl}
G
RSTART 100 60 200400 ;%82Z4
THSTART 6 H{GbOI.
ASTART 6 w|5}V6WD
RT 0.75 Q'=!1^&
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 0^[$0]Mt[
FWT 1 1 1 1 1 :e9E#o
NPASS 50 |n &6z
ANNEAL 200 20 Q ?)PcYrV
COLORS 3 nEn2!)$
SNAPSHOT 10 Lq&xlW
j
QUICK 50 50 G/`_$ c
END {j q-d L
TM RXl.1
SPECIAL AANT 54) }^ftY^
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 A=3 U4L
LLL 6 1 1 A BACK W.CIyGK
LUL 35 1 1 A TOTL 9%dNktt
#e0+;kBh
END [,e_2<
GO !kz \
{
TIME S n+Yi
======================================== kR_[p._
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° ~p 1y+
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 M>^IQ
【Fno】=3 %q!nTG U~
'\;tmD"N5#
将上述变量填入数字即可。
6$Dbeb
下面总结几种视场角的表示方法 l-npz )E 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
)Ob{]
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 P6?Q;-\q0
OL=b hZ
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 ]Lh\[@# 1f
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 &, )tD62s
D *tBbV
情形三、广角镜头专用 c*W$wr
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 qjFgy)qV
f ;Dz(~ hw
情形四、 "N;|~S)w!
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 GQQ!3LwP\O
G@;aqe[dB
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数，选择合适的视场表示方式，修改代码参数。关闭98开关，通过试跑，不断的调整参数和权重，特别以下几个： B ?4\IXek
1 ELEMENTS 原件数量 5SjS~ 9
2 RSTART 半径初始值 (*1 A0+S90
3 THSTART oa4}GNH
4 ASTART a"zoDD/
5 SPECIAL AANT {xr]xcM'b
ubQ(O uM"
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 ,)RdXgCs
(A S%P?
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： 'ZD clz9}
1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌，操作系统（W7 W8 W10 W11） 64位。 G1l(
g,;MV7yE
2 运行使用现象 kmS8>O
笔者软件运行环境说明 QJ /SP
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 c' 6H @m#=
处理器：i7-7700HQ CPU pA2U+Q@
内存：8.00 GB y{N9.H2
Dz{e@+>M
存在现象：使用PAD 命令打开Layout显示图，无法完整显示窗口，最小化、最大化、关闭按钮不可见，无法将其关闭。 anvj{ 1
YJy*OS_&
解决方案：重启软件 u%pief
UdG oPzN
3 功能上，期望Dsearch可以多出一些模式，满足实际不同镜头类型需求。 A>?f bY2n
模式一：DN镜头类型，波长为多重结构的日夜两用镜头DSEARCH，属性可以设置为。 (pmo[2kg
cNVdGY%&
1 W0; YcT]
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 A=$oYBB
Yx"z&J9 p
qkIU>b,B
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。
