如何使用 DSEARCH 设计广角
镜头。 如果在 DSEARCH 文件的 SYSTEM 部分中输入广角的规格，则很可能没有任何可以实现的初始结构，原因很简单，
光线无法通过。DSEARCH可以纠正某些光线故障，但通常无法
优化此类
系统。
*[b>]GXd49 1$C?+H 在这种情况下，有一个相当简单的方法可以很好地实现：首先画出一个前端，将光束转换成一个角度较小的光束，然后从那里开始，用 USE CURRENT 声明该部分。下面是一个例子：
P{QHG 3 zAklS 7L 我们想设计一个半视场角为92.4度的镜头，F 数为2.0。我们将使用塑胶制作非球面
透镜。首先，我们必须创建一个可追迹的前端。
PXtF#,roP 我们从一个含两个镜片组的简单系统开始，并指定用于广角的物体类型 OBD，并在表面5上声明一个近轴光阑。我们从一个中等角度开始，比如50度，然后，使用 WorkSheet™ 滑块，给元件一些负的光焦度，并将它们向右弯曲。当看起来效果很好时，增加 OBD 视场角，以这种方式继续，直到我们达到所需的92.4度角。 这是前端部分：
UA~ 4O Q] xz.M'az\ 6=,zkU*i ^
l EHXh2
/|}yf/^9X 镜头文件：
!j% RLE
?mK&Slh. ID WIDE-ANGLE DESEARCH
|sFd5X WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 kF ,ME5% APS 5
$- % um UNITS
MM ]63!
W c OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 =6=:OId yk5K8D[tV 0 AIR
$X/'BCb 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
+ %K ~ 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
#$2/< 1 GLM 1.50000000 55.00000000
*
]bB7 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
&?1^/]'"r 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
> cWE@P 3 GLM 1.50000000 55.00000000
y`7<c5zD 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
, .;0xyc 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
s7:H END
.o C! ~' ~Sm6 {L 光束以92.4度进入并以合理的角度出射。现在创建 DSEARCH 输入 MACro。
G'w!Aw s ~$[fG}C.K CORE
16 }KIS_krs DSEARCH
2 QUIET vp!F6ZwO USE CURRENT 5 ALL
j}
^3v # |%F4`gz8KP GOALS
X?< L<:. ELEMENTS 5
L'aB/5_% FNUM
2 1 kb/BE J BACK 10 SET
!V/\_P!I STOP
MIDDLE L1(-xNUo_i STOP
FREE |Z2"pV ASPH Q
ceCO *m~ ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
&Q}%b7 FOV .2 .4 .6 .8 1
lfC]!=2%~8 DELAY OFF
q<z8P;oP^ NGRID 6
^QJJ2 jZ SNAP
10 >ZG$8y 'j PLASTIC 5 7 9 11 13
rrj.]^E_~ !QUICK 30 40
o '(BL:8 s ANNEAL
50 10 Q xypgG;`\ NPASS 50
\**j \m END
} -;)G~h/" SPECIAL
AANT eQ8t.~5;- ACC
10 1 1 S`FIb'J ACA
70 1 10 z,SI LUL
90 .1 1 A TOTL ZxT
E(B Qv END
l,l6j";ohd GO
c6c@ Xd V 9609 eXK3 W2XF Xz)F-C27h 在此案例中，我们使用SET指令指定10 mm的后
焦距。DSEARCH 允许您以三种方式控制该距离：如果您只是给出一个距离，例如 BACK 10，程序会在末尾添加 YMT 求解并在 AANT 文件中包含一个目标来控制值。 如果添加权重因子（例如BACK 10 100），则将该权重应用于目标。 第三种方法是请求精确值，在这种情况下使用BACK 10 SET。 现在，程序将简单地将后焦距设置为输入值，在这种情况下为10，并且不会添加 YMT 求解。 对于较复杂的设计，这通常是一个很好的选择，特别是当其他选项返回带有虚像的系统时。
/Qr`au 5<v1v& 要求最大元件厚度为10毫米，总长度小于90毫米，以保持合理。 此外，我们将光线入射到透镜表面的夹角限制在70度内。 否则，对于像这样的大角度，可以在全视场获得掠入射光线，由于膜层问题，这是不切实际的。
+ls`;f Vym 0|cW 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
Jkbeh. GCO: !,1 最后一点：我们在上面的输入中给出了 FNUM 请求的权重。如果我们不这样做，程序将通过 UMC 求解来控制 F /number，并且得到的曲率可能非常大以至于没有光线通过。同样，对于这样复杂的设计，我们必须引导一些事情。通过在 FNUM 上添加权重，程序将最后一个面的曲率视为变量，并控制 AANT 文件中的 F /number，而不是曲率求解。
M_ %-A N5sVRL" 7 好的，我们的输入已准备就绪，因此我们运行此 DSEARCH 文件。大约两分钟后我们看到了结果：
2Zuo).2a. aHpZhR| f$ h{ix$Xn~
~v pIy -
u?dPC gs;h DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
wW)(mY? OM\1TD/- 现在需要进一步改进设计。运行 DSEARCH 产生的优化 MACro，镜头的性能变化很小。
W9tZX5V1 "H`Be 现在必须检查视场的像质。 在 PAD 中，单击PAD工具栏中的“扫描”按钮，然后观察到靠近曲面9的光阑在所有视场中都没有很好地填充。在这个广泛的区域和近轴光瞳的系统中，我们必须控制它。
rg >2tgA `m <O!I"A 由于我们改变了 YP0 的数量，目前镜头只有一个不明显的光瞳。这使我们接近光阑真正的结果，但是现在我们必须把它放在那里。在 WS 编辑窗格中，我们输入
jED.0,+K ! APS -9
8Ala31 CSTOP
J-dB WAP 2
v7./u4S|V 来在表面9上放置一个真正的光阑。然后我们从 PANT 文件中删除变量 VY 0 YP1，修改 DESEARCH_OPT 中厚度变量声明为 VLIST TH ALL,优化并模拟退火。
xt,Qn460; j"h/v7~ v=lW5%r,'
>Q=^X3to
SiX<tj#HH\ 让我们将玻璃模型替换成真实的材料。打开 MRG 对话框，选择U目录（仅匹配塑胶材料），QUIET，SORT，然后单击 OK。镜头材料现在是真正的塑胶材料。
s*yl& El/ N\|z{vn G(#t,}S}@
Sm4BZF~!B 将继续优化镜头，不希望的塑料材料被更换成其它的玻璃材料，因此我们从 PANT 文件中删除所有 VY sn GLM 行并用 VLIST GLM ALL 替换它们。
B^P&+ ,\[} H#;*kc
a4 这只会改变第一和第二个镜片的当前玻璃模型的材料，再次优化和模拟退火。
ll X ` ,
%z HykP 再次运行 MRG，这次选择 Ohara 目录。该程序现在匹配前两个元件，即玻璃，而不是塑胶。设计与以前一样好，如图6所示。（L41L1）
ztSQrDbbb4 =NC??e { a0s z$u
=r ^_D=
S}%z0 g<
@g5y_G{SP 让我们来看看视场上的衍射图像。转到MPF对话框，选择“视觉外观”，放大设置为5，然后单击“执行”。结果，在图8中，在整个视场上几乎是完美的。
5{V"!M+< }p2 iF2g9` <Jhd%O
SU~.baP?
X xmWj-=qO
0@cIj
] 对于那些可能想要进一步评估此镜头的人，RLE 文件如下。您可以复制这些命令行并将其粘贴到 EE 编辑器中。
lRg?||1ik RLE
jj]\]6@+P ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
"*t6KXVaM ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
Z@+nkTJ9&t FNAME 'DSEARCH004.RLE '
= N* Jis MERIT 0.617523E-03
pz['o LOG 4
2Wluc37 WAVL .6562700 .5875600 .4861300
;i6~iLY APS -9
% mT/y%&: CSTOP
%CiF;wJ WAP 2
?}s;, _GH UNITS MM
L>sLb(2\i OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
-\?- z&d.YO_W 0 AIR
}BlyEcw'aN 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
.@OQ$ D < 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
+X^GS^mz 1 GLM 1.582541321 69.489424800
C'$}{%Cc@$ 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
+8//mrL_/ 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
u)r/ #fUZ 3 GLM 1.862101561 32.759137271
FJ~d&L\l 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
)x/#sW%) 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
zT, @PIC( 5 CC 15.35107422
cHF W"g78 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
d0I s|Gs 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
t f6m . 5 CTE 0.650000E-05
hp'oiR;~w 5 GTB U 'AD-5503 '
'1b 1N 5~ 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
xc}[q`vK 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
N
{
oVz], 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
a`w=0]1&* 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
"crR{OjE" 5 PLASTIC
R'c dEoy 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
WkA47+DsV 6 CC -1.63833609
MZh .Xo 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
GE!nf6 >Km 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
kb2C 9< 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
q ][kD2 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
'69)m~B0a 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
7 w) 8s 7 CC -3.18613168
~q566k!Ll! 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
P t5 wm\ 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
a^J(TW/ 7 CTE 0.600000E-04
l.pxDMY 7 GTB U 'ZEON480R '
vm+3!s:u 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
(]'wQ4iQ 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
&EV%g6 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
+-'F]?DN' 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
|( %<F Y$ 7 PLASTIC
{"Sv~L|J; 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
h 8UhrD<: 8 CC -0.98132904
#h=V@Dh 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
U !|)M 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
uZn_ *_J! 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
@QmN= X5 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
1w7t Rw 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
jV*10kM< 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
C%yH}T\s 9 CC -5.54999790
qLL rR,: 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
5CK\Z'c~! 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
O oA!N-Q 9 CTE 0.600000E-04
+&G(AW 9 GTB U 'ZEON480R '
(9%?ik 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
g]&fyB# 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
&{8:XJe*,% 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
n`Pl:L*kG 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
A` _dj}UF 9 PLASTIC
_\+]/rY9o 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
}cMkh 10 CC 0.92206943
p)B /(% 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
[ x{$f7CEh 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
i. 6 b% 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
G$Mf(S'f 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
!8UIyw 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
GZaB z# U 11 CC -0.42284721
%l&oRBC 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
}TMO>eB' 11 CTE 0.720000E-04
Fj<*!J$, 11 GTB U 'OKP4 '
>|% 3j,<U 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
0a:oC(Ak
11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
-hnNa A 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
ldTXW(^j 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Rf4K R hi 11 PLASTIC
H3$py|}lL 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
#w|v.35%? 12 CC -21.87743665
F ,S)P`? 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Y(6ev o&IR 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
7 w,D2T 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
26aDPTP $< 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
{c)\}s(}F 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
}d}sC\>U 13 CC -2.93101390
~ `}),aA 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
)I*(yUj 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
DQ+6VPc^o 13 CTE 0.600000E-04
\12G,tBH 13 GTB U 'ZEON480R '
u4FD}nV 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
W6>t!1oO+ 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
I; JV-jDM 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
'9u ?lA^9$ 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
:8O T 13 PLASTIC
MkMDI)Y| 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
E'4Psx9: = 14 CC 16.95417460
>#:SJ?)`T 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
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l9uocP:D 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
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,J9 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
I\_2=mL END
'MW%\W; 1A'eH:$ 另一种广角镜头：
D cBAncsK 在本章的第一部分中，我们观察到，超过90度的输入角需要一个定制的前端，其目的是将主射线的角度减小到一个更易于控制的值，以便光线能够通过。但如果这个领域的角度小于90度，工作就简单多了。
giu{,gS0?M =$4I} 2 点击打开 C45M2，我们使用 DSEARCH 本身，没有添加前端，并指定广角校正
参数(WAC)为50度，此镜头的最大视场角为86度而不是92.4度
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LTS{[(% 本例中，搜索统计显示，待分析的128例中，共有59例由于光线追迹失败而跳过。如果在不带WAC参数的情况下运行这个宏，程序将跳过128种情况中的125种。不要跳过用例总是一个好主意，因为有希望的配置可能会被错过。当你用 DSEARCH 搜索最佳镜头设计时，WAC参数是你可以尝试的另一个参数。
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Z:^#9D{ 镜头仍然需要额外的工作，正如之前所做的，但重点是，有了这个稍微减少的视场角，工作更简单，不需要像我们上面做的那样对前端元素进行初步的计算。
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w c +pG+ xI 在本练习中我们没有使用曲率或厚度求解，因为超广角镜头的常见问题是试图避免光线追迹失败。虽然使用解在数学上具有完美的意义，但它们可能会导致这种镜头出现问题。 此外，在设计基本完成之前，我们没有使用真正的光瞳。 真实光瞳搜索功能是强大的但不可靠，并且利用这种大角度光线和非球面系数，很容易没有解。所有这些都可以通过使用无瞳设计来避免，直到设计形状良好后再确定光瞳。
=5*Wu+S4r pnSKIn 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
