SYNOPSYS 如影相随
ku?_/-ko] 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:
At(9)6n8 1 专利 ;
u`@f~QP0 2 期刊论文 ;
P;%QA+%7 3 教材;
05B+WJ1 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
rbPs~C-[ 5 光学论坛;
ef&@aB 6 积累,经验总结;
6ZpcT&yL 7 PW法;
# &83;uys 8 组合法;
%>2t=)T 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:
A=UIN! A#S:_d
&.hRVW( L_"(A
#H: 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。
n-3j$x1Ne ,,@`l\Pgd DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
`HG19_Z ========================================
=jc8=h[F< !3530BM CCD
-5 /v` OFF 98
ACO4u<M) CORE 10
IB{ZE/ TIME
WgJAr73
l DSEARCH 1 QUIET
@z)tC@ (V.,~t@ SYSTEM
7/_ VE ID 3530 BOARD LENS
5jV97x)BGx OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
>JPJ%~y WA1 .656 .587 .546.486 .436
5w)^~#' CORDER 3 1 5
~e77w\Q0 WT1 1 1 1 1 1
Nu/Qa:H_{ UNITS MM
BddECY,z END
_SC NK9WrUj) GOALS
mqk(UOK` ELEMENTS 8
Q\#{2!I FNUM 【Fno】
#A9_A%_.h BACK 0 0
QYfAf3te STOP MIDDLE
Mp"ci+Iu STOP FREE
V/}>>4 RSTART 100 60 200400
%;(|KrUN THSTART 6
RyOT[J ASTART 6
&rztC]jF RT 0.75
}&T<wm! FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
(1AA;)`Kp FWT 1 1 1 1 1
mERrcY Y{ NPASS 50
M1]6lg[si ANNEAL 200 20 Q
L\Fu']l COLORS 3
O%K?l}e SNAPSHOT 10
7s8<FyFsjd QUICK 50 50
;5Vk01R END
\As oeeF )n}]]^Sc SPECIAL AANT
^UvK~5tBV LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
6"Lsui?? LLL 6 1 1 A BACK
AqbT{,3yW LUL 35 1 1 A TOTL
@SC-vc cxD}t'T END
))IgB).3M GO
=F%wlzF: TIME
Qw<kX*fxrI ========================================
sO6g IPU^ 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
n`m_S 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
O:,2OMB}B` 【Fno】=3
a(ux?V)E. !/4V^H 将上述变量填入数字即可。
YR|(;B 下面总结几种视场角的表示方法
t}XB|h 情形一、工作距离为无穷远角度表示,常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜
O~#uQm 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
J[<pZ
[ "6E1W,|{ 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
nI*(a: 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
n=G>y7b RUS7Z~5 情形三、广角镜头专用
9uw,-0*5 OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
D]pK=247 jA-5X?!In 情形四、
vfJ3idvo*w OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
+e0dV_T_> 5:l*Ib:s7 笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标
参数,选择合适的视场表示方式,修改代码参数。关闭98开关,通过试跑,不断的调整参数和权重,特别以下几个:
uXQ7eXX 1 ELEMENTS 原件数量
xxLgC;>[ 2 RSTART 半径初始值
kJurUDo 3 THSTART
XWUvP 4 ASTART
!bZhj3. 5 SPECIAL AANT
GP{$v:RG PTzp;. 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。
vZ[$H ,5eH2W 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
Q{qj 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。
ZL-uwI!`D <+?
Y
2 运行使用现象
Jt-XmGULB 笔者软件运行环境说明
FXOT+9bg 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
4f4 i1i: 处理器:i7-7700HQ CPU
I~p8#<4#b 内存:8.00 GB
z-KrQx2
jiA5oX^g 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。
H
_Zo@y~J
%aj7-K6:t 解决方案:重启软件
kyW6S+ #- 943I:, B 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。
CB*` 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。
/S7+B]
)(h&Q?
Ar z:Xj_ `p 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
)l+XD I
v>#Cg\ c
}<*~w; 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。