SYNOPSYS 如影相随 F7E # x
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： 51*o& :eim
1 专利 ； 94 H\,}i 8
2 期刊论文 ； vh"zYl`
3 教材； G;Q)A$-
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； IMmoq={ (z
5 光学论坛； d?$FAy'o5
6 积累，经验总结； 4hg#7#?boW
7 PW法； qq]ZkT}
8 组合法； eRWTuIV6
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： p,* rVz[Y
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^.& 2-#i
CSN]k )\N(
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。 N32!*TsWs
a-MDZT<xA+
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 O'Lgb9
======================================== SaH0YxnY+
!3530BM CCD S#/[>C b
OFF 98 ;$ D*,W
*
CORE 10 nr
Jl>H
TIME m*6C *M
DSEARCH 1 QUIET 4N[8LC;MH
yEJ}!/
SYSTEM |bk. gh
ID 3530 BOARD LENS 2ro4{^(_
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 X2 c<.
WA1 .656 .587 .546.486 .436 OxqK} %=Bw
CORDER 3 1 5 fil'. _
WT1 1 1 1 1 1 wN-3@
UNITS MM V:4]]z L}
END p~Fc *g[!
_Jn-# du
GOALS 2j9Mr
ELEMENTS 8 ; f:}gMK
FNUM 【Fno】 x{`>Il
BACK 0 0 6J9^:g XW~
STOP MIDDLE Ob$| IH8.
STOP FREE 3 R1v0
RSTART 100 60 200400 4eMNKIsvY$
THSTART 6 Bd*:y qi
ASTART 6 ?B.>VnYZ/a
RT 0.75 /~ yk
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 cY
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FWT 1 1 1 1 1 })#6 BN
NPASS 50 7%)
F]
ANNEAL 200 20 Q J+ r\EN^9
COLORS 3 MKq:=^ w
SNAPSHOT 10 p}$VBl$'
QUICK 50 50 ;i\m:8!;
END "a
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)R.y>Ucb0
SPECIAL AANT ^
ry
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 |j ($2.
LLL 6 1 1 A BACK U6;,<-bL
LUL 35 1 1 A TOTL g) c<\%
-$WU -7`
END X-%XZD B6
GO RoCX*3 d
TIME Q>]F O
======================================== FJDx80J
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° &i179Qg!
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 $Zf hQ5bat
【Fno】=3 99j^<)
6}zargu(;
将上述变量填入数字即可。 M}2a/}4
下面总结几种视场角的表示方法 MwMv[];I
情形一、工作距离为无穷远角度表示，常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 |giV<Sj
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 f-6 -!
[+<lm
5t
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 *Y8nea^$
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 {WfZE&B
>|Ps23J#
情形三、广角镜头专用 !8S $ tk
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 Khp`KPxz%
< p JeiMo
情形四、 w 9h`8pt
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 `IL''eJug_
:% -xiv
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： QS.t_5<U
1 ELEMENTS 原件数量 Q'x Z\t
2 RSTART 半径初始值 S?TyC";!
3 THSTART =g)|g+[H
4 ASTART |t](4
5 SPECIAL AANT &} %rZ U
ig|o l*~
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_yRg 2
S- @E
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： g*]Gc%
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。 5R"My^G
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2 运行使用现象 KtH-QQDluj
笔者软件运行环境说明 X;`Xk Ojk
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 $]O;D~
处理器：i7-7700HQ CPU 0G@sj7)]
内存：8.00 GB x
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?VVtEmIN
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。 G1K72M}CW
t0t" =(d
解决方案：重启软件 a?&{eMEe}
.[YM0dt
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。 5`] ;[M9
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。 ^=kUNyY
rfj>/?8!@
T#&tf^;
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 aLzRbRv
c~j")o
)y8 u+5^
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。
