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。
6IV):S ~ Z{BK@Q4z 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：
qqe"hruFJ _S7?c^:~ 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。
!.X/(R7J 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：
x?V^ l* B )[RI s N2U&TCc
g%"SAeG<K
wW p7N 镜头文件：
v0dzM/?* RLE
T)sIV5b k ID WIDE-ANGLE DESEARCH
rP'%f 6 WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 HEbL'fw^s APS 5
&gruYZGK UNITS
MM %6 Av1cv OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 ]T'8O` :0Jn`Ds4o 0 AIR
jvsSP?]n 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
K=o { 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
}a[]I%bu 2 1 GLM 1.50000000 55.00000000
m jP 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
b#p0s?* 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
z^`4n_(Ygu 3 GLM 1.50000000 55.00000000
&WBpd}|+Y 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
F?R6zvive 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
;"0bVs`.^e END
M&V4 |D EBW*v ' 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。
d;p3cW" Yg '( CORE
16 `Wj q$* DSEARCH
2 QUIET -e(<Jd_= USE CURRENT 5 ALL
6Aqv*<1=62 ?]Hs~n- GOALS
}wn|2K' ELEMENTS 5
YT oG'#qs FNUM
2 1 zeQ~'ao< BACK 10 SET
q6$6:L,< STOP
MIDDLE 1}|y^oB\- STOP
FREE ]^.`}Y=`g ASPH Q
#&IrCq+ ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
]~dB| WB FOV .2 .4 .6 .8 1
(*\&xR Y|C DELAY OFF
w^&UMX} NGRID 6
`Zo5!"' SNAP
10 nbP}a?XC PLASTIC 5 7 9 11 13
!p+rU?
!QUICK 30 40
ef{Hj[8 ANNEAL
50 10 Q d7b`X<=@s NPASS 50
nRq P_*] END
#UymD-yII SPECIAL
AANT ,e1c,} ACC
10 1 1 )E=B;.FH ACA
70 1 10
y@*4*46v LUL
90 .1 1 A TOTL um]*nXIr END
jWxa
[ > GO
[= E=H*j ;WN% tI) M<Z#4Gg#4 uv$5MwKU 在此案例中，我们使用SET指令指定10 mm的后
焦距。DSEARCH 允许您以三种方式控制该距离：如果您只是给出一个距离，例如 BACK 10，程序会在末尾添加 YMT 求解并在 AANT 文件中包含一个目标来控制值。 如果添加权重因子（例如BACK 10 100），则将该权重应用于目标。 第三种方法是请求精确值，在这种情况下使用BACK 10 SET。 现在，程序将简单地将后焦距设置为输入值，在这种情况下为10，并且不会添加 YMT 求解。 对于较复杂的设计，这通常是一个很好的选择，特别是当其他选项返回带有虚像的系统时。
V4"o.G3\o e[T3,2C 要求最大元件厚度为10毫米，总长度小于90毫米，以保持合理。 此外，我们将光线入射到透镜表面的夹角限制在70度内。 否则，对于像这样的大角度，可以在全视场获得掠入射光线，由于膜层问题，这是不切实际的。
@]X!#&2> B
&Z0ZWx 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
1iR\M4?Frf [*) 2 Ou 最后一点：我们在上面的输入中给出了 FNUM 请求的权重。如果我们不这样做，程序将通过 UMC 求解来控制 F /number，并且得到的曲率可能非常大以至于没有光线通过。同样，对于这样复杂的设计，我们必须引导一些事情。通过在 FNUM 上添加权重，程序将最后一个面的曲率视为变量，并控制 AANT 文件中的 F /number，而不是曲率求解。
#oEtLb@O EMH-[EBx 好的，我们的输入已准备就绪，因此我们运行此 DSEARCH 文件。大约两分钟后我们看到了结果：
N|>MqH,Bt ,:}VbQ:3I 79)iv+nf\l
lxXF8c> U
8sDw:wTC DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
kH0kf-4\ /P3Pv"r|8] 现在需要进一步改进设计。运行 DSEARCH 产生的优化 MACro，镜头的性能变化很小。
J^` pE^ S ]nIVP 现在必须检查视场的像质。 在 PAD 中，单击PAD工具栏中的“扫描”按钮，然后观察到靠近曲面9的光阑在所有视场中都没有很好地填充。在这个广泛的区域和近轴光瞳的系统中，我们必须控制它。
olo9YrHn l3MA&&++KF 由于我们改变了 YP0 的数量，目前镜头只有一个不明显的光瞳。这使我们接近光阑真正的结果，但是现在我们必须把它放在那里。在 WS 编辑窗格中，我们输入
ZyC[w 7$I2 APS -9
,bzgjw+R5 CSTOP
iuEe#B;! WAP 2
-y&>&D 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。
x51p'bNy <Vyl*a{% :5^5l
}VH` \g}
t2.]v>< 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。
:8)3t! A ezJ^
r,D| f]Z9 =
uX7"u*@Q*~ 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。
y>UQm|o<W %k Brxf 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。
Cq=k3d#} +Sv2'& B 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）
0R+<^ 6^l) i}:^<jDv? r)qow.+&
m:;`mBOc3
g( eA?
M|z4Dy 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。
G8W^XD 5X-d,8{w
_ GV)DLHiyxX
y7R{6W_U>
.#e?[xxk
b Oh[(O! 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。
U3>ES" N RLE
Dm;aTe ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
J]*?_>"#8 ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
5&U?\YNLa FNAME 'DSEARCH004.RLE '
/ LCRi MERIT 0.617523E-03
Kzfy0LWM LOG 4
^''3}<Ep WAVL .6562700 .5875600 .4861300
h5H#xoCXp APS -9
p EGHW; CSTOP
kvt"7;( WAP 2
.)=j~ }\ UNITS MM
j =b-Y OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
/$ueLa /(A rA=# 0 AIR
6x_D0j%^] 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
CM%;r5 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
`Yu4h+T 1 GLM 1.582541321 69.489424800
FVH R 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
0_map z 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
<m?/yRE K2 3 GLM 1.862101561 32.759137271
T
3 +lYE 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
*3Ci4\Ew 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
. sPa${ 5 CC 15.35107422
Je~Ybh 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
+Xr87x; 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
L)Ru]X` 5 CTE 0.650000E-05
z 4`H<Pn 5 GTB U 'AD-5503 '
F,
p~O{
Q 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
o>4GtvA* 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
u Qg&A`4 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
yy3-Xu4 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
{W# VUB 5 PLASTIC
4^BHJ Ovs 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
:.EVvuXI 6 CC -1.63833609
w=75?3c7 F 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
c3aF lxW 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
VbzW4J_ 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
K~>ESMZ5 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
=ar rp: 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
a<`s'N1G 7 CC -3.18613168
{5gh. 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
IOOAaa @( 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
2l!* o7 7 CTE 0.600000E-04
(
u}tU v3 7 GTB U 'ZEON480R '
MXU8QVSY" 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
zz+[]G+"2m 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
!
.|\}= [e 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
];o[Yn'>o 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Tj*Vk $}0 7 PLASTIC
|;_uN q9 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
:s OsG&y 8 CC -0.98132904
CR<Nau> 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
-gKo@I 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
H-.8 {8 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
=XT}&D 6 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Od:, r 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
<jvSV5% 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
07L 1 " 9 CC -5.54999790
> w"k:O17
9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
9 nPc>O $ 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
2oFHP_HVfu 9 CTE 0.600000E-04
9Iod[ x 9 GTB U 'ZEON480R '
V <;w 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
?N*|S)BN 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
`by\@xQ) 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
SBBi"U: 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
u`vOKajpH$ 9 PLASTIC
7R=cxD& 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
k/ 9S
10 CC 0.92206943
nZ 0rxx[V? 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
)N4_SA 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
>1Y',0 v 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
do1aH$Iw 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
MdOQEWJ$| 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
^l4=/=RR 11 CC -0.42284721
eD4o8[s 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
[nam H a 11 CTE 0.720000E-04
}QL 2#R 11 GTB U 'OKP4 '
jLs- v 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
(0T6kD 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
O:Fnxp5@ 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
?x(]U+ 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
.*s1d)\: 11 PLASTIC
Ol~j q;75 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
OA_Bz" 12 CC -21.87743665
CN$wlhs 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
*L3>:],7 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
n~g,qEI;<x 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
l25E!E-'b 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
.'y] Ea 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
KU> $=Rd 13 CC -2.93101390
A@X& d y 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
m| )Mc VV 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
S WYIQ7* 13 CTE 0.600000E-04
t@TBx=16 13 GTB U 'ZEON480R '
_^<HlfOK 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
.'q0*Pe 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
]iyJ>fC 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Q}N.DM@d3 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
>+w(%;i; 13 PLASTIC
(C RY$+d 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
Q}a 1P8?S 14 CC 16.95417460
n\#RI9#\ 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
yu' 2 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Jbud_.h9 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
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14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
"-'w,g 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
4|Dxyb>pS END
tTT./-*0 MjAF&bD^ 另一种广角镜头：
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h/` 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。
o!`.LL% ckXJ9 > 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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7(m4,l+( 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。
EROf%oaz= {%(_Z`vI 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。
X&1R6 O l I&%^> 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。
uP\?y(= " :" 9 :J 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
