SYNOPSYS 如影相随 xFU*,Y
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： $"z|^ze
1 专利 ； 7!0~sf9A
2 期刊论文 ； $F|3VQ~
3 教材； Ccmo(W+0
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； ,/O,j
SRk
5 光学论坛； ZXP9{Hh
6 积累，经验总结； wAC*D=Qj
7 PW法； K3QE>@']
8 组合法； /&g5f4[|p
其中，方法1~5适用于初学者，方法6适用于具有一定工作年限的设计师，方法7适用于理论计算能力强的人，方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点： |{ E\ 2U
ZT>?[`V gc
oxN~(H)/ #
`N8?F3>
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 C5Fk>[fS
U$; FOl
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 ~)';[Ha
======================================== V=)0{7-9
!3530BM CCD Algk4zfK2,
OFF 98 %A@ Q %l6
CORE 10 5$kv,%ah
TIME 8!a6)Zeux
DSEARCH 1 QUIET ?}y{tav=
>'>onAIL
SYSTEM ?&Zf b
ID 3530 BOARD LENS RrM C[2=
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 }!tJ3G
WA1 .656 .587 .546.486 .436 >j [> 0D
CORDER 3 1 5 `~zY!sK
WT1 1 1 1 1 1 A^/$ |@
UNITS MM Rj&V ~or
END qd@x #"qT
Qqt<
GOALS Ho3$T
ELEMENTS 8 b2x8t7% O
FNUM 【Fno】 "i+fO&LpZ
BACK 0 0 ]#n,DU}V
STOP MIDDLE m'|{AjH
z6
STOP FREE 9mdp \A
RSTART 100 60 200400 kHj|:,'sV
THSTART 6 Z)RoFD1]C
ASTART 6 $ b Q4[
RT 0.75 <k2Q cicy
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 {VWX?Mm
FWT 1 1 1 1 1 qPJU}(9#B
NPASS 50 gwvy$H
ANNEAL 200 20 Q J(CqT /Au-
COLORS 3 m"MTw@}SJ;
SNAPSHOT 10 4~<
:Pj
QUICK 50 50 F<'@T,LVc
END [I*BEJ;W'
Vz$X0C=W;H
SPECIAL AANT ~~h@(2/Q>x
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 =d#3& R]p
LLL 6 1 1 A BACK Isa]5>
LUL 35 1 1 A TOTL DL&\iR
(+' *_
END G813NoS o
GO k _)H$*
TIME ?:bW@x
======================================== n:c)R8X]
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° _<?lP$Xr
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 ;U6z|O7L
【Fno】=3 }gY: VDW
vh8{*9+
将上述变量填入数字即可。 $<jI<vD+:
下面总结几种视场角的表示方法 /aa'ryl_%
情形一、工作距离为无穷远角度表示，常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 cC'{+j8-a
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 ]|cL+|':y
_h#SP+>
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 l@-J&qG
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 =i jGB~
C^]y
iR-U
情形三、广角镜头专用 IaDc hI
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 F?]nPb|
(;^Vdi J
情形四、 _9!_fIY
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 \hSOJ,{)U
AhOvI {
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数，选择合适的视场表示方式，修改代码参数。关闭98开关，通过试跑，不断的调整参数和权重，特别以下几个： >mzK9 6
1 ELEMENTS 原件数量 o
g.LD7&/
2 RSTART 半径初始值 SooSOOAx[
3 THSTART [eV!ho*r
4 ASTART S?.2V@Ic
5 SPECIAL AANT (dO, +~
n,eO6X 4
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 9)={p9FZY
7T
\}nX1
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： IZ /M d@C
1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌，操作系统（W7 W8 W10 W11） 64位。 !@E=\Sm8EV
.Y.\D\>~
2 运行使用现象 U[5
笔者软件运行环境说明 WZ}c)r*R
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 |1`|E- S=
处理器：i7-7700HQ CPU e-Z+)4fH
内存：8.00 GB #&vP(4p
kb>:M.
存在现象：使用PAD 命令打开Layout显示图，无法完整显示窗口，最小化、最大化、关闭按钮不可见，无法将其关闭。 CA[-\>J7y
:5?g<@
解决方案：重启软件 f`@$ saFD
r 5::c= Cl
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。 2[i:bksjW
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。 :4|W;Lkd!
v*}r<} j
@D%H-X
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 &-#!]T-P:E
aaf\% ~
<TmMUA)`}
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。
