SYNOPSYS 如影相随
^"f 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:
u>E+HxUJ 1 专利 ;
?BRL;( x 2 期刊论文 ;
c1/x,1LnMf 3 教材;
>!2'|y^ 4 数据库,如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW;
Z`%;bP: 5 光学论坛;
f6#H@
X 6 积累,经验总结;
`=*svrmS 7 PW法;
LiRY-;8= 8 组合法;
w7C=R8^ 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:
k8ck#%#}Wu X*~YCF[_
-K!-a'J -"<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。
5YCbFk^ ;CW$/^QNr5 DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机
镜头为例
~!;3W!@(E ========================================
D%A-& = !3530BM CCD
YU`{ OFF 98
l\5NuCgRY CORE 10
U}7[8&k1 TIME
OTm`i>rB DSEARCH 1 QUIET
n*1UNQp@]O jDnh/k0{d SYSTEM
7Av]f3Zr ID 3530 BOARD LENS
\5Jv;gc\\ OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
Yem\`; * WA1 .656 .587 .546.486 .436
pIXQ/(h31 CORDER 3 1 5
"duJl- WT1 1 1 1 1 1
*+AP}\p0F UNITS MM
9Dl \S F[ END
;1%a:#5 ZKvh] GOALS
q
mB@kbt ELEMENTS 8
hD*?\bBs0 FNUM 【Fno】
vEsSqzc BACK 0 0
[=Z{y8#:J STOP MIDDLE
N9Ml&*%oX{ STOP FREE
IFY!3^;zO RSTART 100 60 200400
-&?- THSTART 6
QZlUUj\
ASTART 6
>W<5$ .G RT 0.75
mm 8O FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1
8`2K=`]ES+ FWT 1 1 1 1 1
eG v"&kr NPASS 50
!xI![N^ ANNEAL 200 20 Q
;vitg"Zh> COLORS 3
X&IY(CX SNAPSHOT 10
{>Px.%[< QUICK 50 50
4pqZ!@45| END
?KN_J Ce:ds% SPECIAL AANT
>UMnItq(l LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1
LPO" K"'w LLL 6 1 1 A BACK
kQ8WO|bA LUL 35 1 1 A TOTL
5IK@<#wE m5Kx}H~ END
zMKL: Um" GO
~'3% Qr TIME
`2PT 8UM ========================================
Q)>'fZ) 【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°
Vz*'^=(o& 【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833
5*$Zfuf 【Fno】=3
>y[S?M \Hd B 将上述变量填入数字即可。
v knFtpx 下面总结几种视场角的表示方法
,whNh 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
#pfosC[ 采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】
U:r2hqegd 5MJ'/Fy( 情形二、工作距离为有限距,常用于机器视觉、远心镜头、目镜
%Qq)=J<H; 采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
4(82dmKO 8H?AL
RG 情形三、广角镜头专用
_=5ZB_I OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】
F S:WbFmc k6BgY|0g C 情形四、
<.ky1aex7 OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】
:(Bi{cw ^%pwyY\t 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:
Ks(U]G"V 1 ELEMENTS 原件数量
?sYjFiE 2 RSTART 半径初始值
0
,-b %X 3 THSTART
]6 wi 4 ASTART
W<"\hQI 5 SPECIAL AANT
T"U t). <h9\ A& 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。
m12B:f R:N-y."La. 对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许:
K5&C}Ey1 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。
sdQv:nd'R c ?XUb[ 2 运行使用现象
mNoqs&UB 笔者软件运行环境说明
"M^W:4_ 操作系统:64 位操作系统Windows 10 专业版
AW5g ( 处理器:i7-7700HQ CPU
b_yXM 内存:8.00 GB
i5Q<~;Z+ 6/ipdi[
_ 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。
oE1]vX
(p=GR# 解决方案:重启软件
vWs c{9 !`o:+Gg@ 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。
{LHe 6# 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。
X>7]g670@
9'g{<(R] 7"p s#)O 模式二:典型应用于单反镜头类型,不同物距的多重结构
XWpnZFjE
!#1A7[WN #%b()I_([ 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。