SYNOPSYS 如影相随 #d*mG =
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： AzN.vA)q
1 专利 ； av gGz8
2 期刊论文 ； 6k42>e*p
3 教材； |I7P 0JqP
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； {mw,U[C
5 光学论坛； -t?S:9 [w
6 积累，经验总结； ]NuY{T&:
7 PW法； -d %bc?
8 组合法； .ymR%X_k
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： rc*3k
CTR|b}!
Vs8os+
c "H4/,F
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。 EFf<| v
eO D;@4lR
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 '7wI 2D
======================================== @p|[7'
!3530BM CCD Q2^}NQO=
OFF 98 (bH " x
CORE 10 j"_V+)SD
TIME b\][ x6zJp
DSEARCH 1 QUIET .+ai
dWd
(~}yt .7K
SYSTEM i{ T0[\4
ID 3530 BOARD LENS kdQ=%
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 = NF},j "
WA1 .656 .587 .546.486 .436 6O$ O M
CORDER 3 1 5 }N2T/U
WT1 1 1 1 1 1 mmTc.x h
UNITS MM ECg/ge2
END 6peO9]Zy
H= Yl
@
GOALS Si6%6rAhj
ELEMENTS 8 WsJ3zZc
FNUM 【Fno】 =
Yh>5A
BACK 0 0 ',kYZ ay
STOP MIDDLE \P }~ICZA
STOP FREE V`S6cmwdc\
RSTART 100 60 200400 8Th |'
THSTART 6 `"zX<
ASTART 6 O#Xq0o
RT 0.75 pL.r
9T.
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 #2_phm'
FWT 1 1 1 1 1 ut& RKr3
NPASS 50 H:,rNaz7D^
ANNEAL 200 20 Q T"in
COLORS 3 e]uk}#4
SNAPSHOT 10 lY.FmF}k
QUICK 50 50 G0C mY43
END 46Nl];g1`
W kXa%OZ
SPECIAL AANT -AD 3Pd|Y[
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 SL pd~ZC?
LLL 6 1 1 A BACK vs7Hg )F
LUL 35 1 1 A TOTL `cy_@Z5A
~-A5h(
END Xv]O1 f cI
GO t$]lK6
TIME s$ &:F4=?
======================================== ;5PXPpJ
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° nI|jUD +y
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 dL |D
【Fno】=3 `L]cJ0tAs
Pqo"~&Y|~
将上述变量填入数字即可。 Jq<&`6hn
下面总结几种视场角的表示方法 ;pBSGr 9
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 DN;g2 R`f
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 \a<q I
HB||'gIC
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 ,wlF n
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 deQ0)A 4g
:n C Gqg
情形三、广角镜头专用 b5No>U) /
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 pu0I hDMn
L'H'E,
情形四、 P`@d8 %*;
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 U;`N:~|p#
crz )F"
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： "n}J6
1 ELEMENTS 原件数量 Al5E
2 RSTART 半径初始值 PUux KW}
3 THSTART F7Mf>."
4 ASTART k9~NIvnB`
5 SPECIAL AANT HIk5Q'e k
CDK0 $W n
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 brl( 7_ 2
i,8h
B(M!
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： P 5P:_hr
1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌，操作系统（W7 W8 W10 W11） 64位。 }/4 AT
?k TVC
2 运行使用现象 <ZSH1~<{6
笔者软件运行环境说明 Ckj2$c~
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 ?S~HnIn
处理器：i7-7700HQ CPU re2M!m6 k5
内存：8.00 GB P%8
Gaa=
)iNM jg
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。 n!2 "pRIi
07[A& B!
解决方案：重启软件 4c_TrNwP
W-qec
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。 9E'fM
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。 Oz'x5/%G
64%P}On
Ew5(U`]
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 f=+|e"i #p
(#k> cA(}
Dq/_^a/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。
