SYNOPSYS 如影相随 yxWMatZ2
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： r5da/*G/O
1 专利 ； ~nc([%!=
2 期刊论文 ； *[~o~e/YCb
3 教材； 4FE@s0M,
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； t:s q*d
5 光学论坛； = *:_swd
6 积累，经验总结； bKMR7&e.Ep
7 PW法； v; }`?@G
8 组合法； C9Z\G 3
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： pH l2!{z
KP d C9H
p vQK6r
l(w vQO
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。 bb/?02*)H
Z t+FRR=
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 l8AEEG8 >
======================================== u}LX,B-n(
!3530BM CCD L Su^#B
OFF 98 hB}h-i(u
CORE 10 ;, v L
TIME x gT~b9
DSEARCH 1 QUIET Ao, ! z
[aM '
SYSTEM -S%q!%}u
ID 3530 BOARD LENS $K_YC~
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 11y .z^
WA1 .656 .587 .546.486 .436 6^IqSNn-
CORDER 3 1 5 X})Imk7&E
WT1 1 1 1 1 1 w Al}:|+n
UNITS MM =i^<a7M~
END Q6!v3P/h
"`i:)E t
GOALS Ds%&Mi
ELEMENTS 8 _: Jp*z
FNUM 【Fno】 ?X#/1X%u :
BACK 0 0 pjHRV[`AP
STOP MIDDLE MYw8wwX0kJ
STOP FREE 5%Oyvt]}2
RSTART 100 60 200400 Ph#F<e(9
THSTART 6 MYhx'[4[3
ASTART 6 }\u% )uZ
RT 0.75 <ql w+RVt
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 8 ih;#I=q
FWT 1 1 1 1 1 f7Df %&d
NPASS 50 Q 1nDl
ANNEAL 200 20 Q :`U yn!w
COLORS 3 )o9Q5Lq
SNAPSHOT 10 P w B g
QUICK 50 50 jH&_E'XMX
END 6v gB qn[
~3bZ+*H>
SPECIAL AANT H\| ]!8w5Z
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 hH1lgc
LLL 6 1 1 A BACK Wyq~:vU.S
LUL 35 1 1 A TOTL MZ5Y\-nq\
Cl6m$YUt
END :/v,r=Y9 p
GO Jh43)#G-
TIME !0ce kSesr
======================================== l 70,Jo?78
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° &v$,pg%-:
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 v. Xoq
【Fno】=3 -*|:v67C&
3T|Y}
将上述变量填入数字即可。 JvfQi b
下面总结几种视场角的表示方法 yOWOU`y?
情形一、工作距离为无穷远角度表示，常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 Zn@W7c,_I
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 T3Frc ]6,4
[6; N3?+
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 s !#HZK
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 -!J2x 8Ri
,M) k7t :
情形三、广角镜头专用 6x_ T@
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 WHUT/:?f
0%s3Mp6H
情形四、 [IX*sr
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 iW|s|1mh3
PMgQxM*h
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数，选择合适的视场表示方式，修改代码参数。关闭98开关，通过试跑，不断的调整参数和权重，特别以下几个： !TP6=ks
1 ELEMENTS 原件数量 ?&znUoB
2 RSTART 半径初始值 ~{kM5:-iw
3 THSTART ,AH0* L
4 ASTART a`H\- G
5 SPECIAL AANT .3VK;au\\
60GFVF]'2
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 _i3i HR?
t` "^7YFS>
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： A7k'K4
1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌，操作系统（W7 W8 W10 W11） 64位。 lD W!Fg
3{<R5wUo"
2 运行使用现象 KNg8HYFW\
笔者软件运行环境说明 }B y)y;~
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 V:
^JC>6
处理器：i7-7700HQ CPU 5k cJ
内存：8.00 GB 8> UKIdp
M@|w[ydQG
存在现象：使用PAD 命令打开Layout显示图，无法完整显示窗口，最小化、最大化、关闭按钮不可见，无法将其关闭。 HWqLcQ d:P
izCaB~{ /
解决方案：重启软件 XQ]`&w(
Kb}MF9?:e
3 功能上，期望Dsearch可以多出一些模式，满足实际不同镜头类型需求。 q0&Wk"X%rr
模式一：DN镜头类型，波长为多重结构的日夜两用镜头DSEARCH，属性可以设置为。 Lf
>YdD
fr+@HUOxsl
: *ERRSL)
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 f1A_`$>
nV'3sUvR#
OI+E
(nA
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。
