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。
6=FF*"-6E bD=_44I 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：
ZcIwyh(` $YFn$.70\ 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。
J1g
`0XH 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：
c}$?k@= :*Sl\:_X) 2g|+*.*`
}[? X%=
. [*6W.X 镜头文件：
i $#bg^ RLE
3]/w3|y ID WIDE-ANGLE DESEARCH
,f4Hl%T; WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 `2 Z APS 5
4WU
6CN UNITS
MM 4,UvTw*2z OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 iw<+rh*C ?;! l-D y 0 AIR
E2 #XXc 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
A03,X;S+ 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
{- tCLkE
3 1 GLM 1.50000000 55.00000000
NmVc2V]I 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
Lw 1~$rZg 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
bv-s}UP0 3 GLM 1.50000000 55.00000000
sYgpK92 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
(hs[B4nV 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
E*i <P END
#|xK> ; l '<g kwX 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。
H~Hh $ -z > @` D@_v CORE
16 WR%x4 \,d# DSEARCH
2 QUIET =; `+^ USE CURRENT 5 ALL
9g|o17 K9 :I8E < GOALS
c"H*9u: ELEMENTS 5
< Pg4> FNUM
2 1 k[&+Iy BACK 10 SET
ok iI: STOP
MIDDLE q!t_qX7u STOP
FREE 58 ev (f ASPH Q
ULkjY1& ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
7 `thM/fN FOV .2 .4 .6 .8 1
;n?H/(6X8> DELAY OFF
/:~mRf^ NGRID 6
Kp!sn ,: SNAP
10 ]KBzuz% PLASTIC 5 7 9 11 13
S8TJnv`?' !QUICK 30 40
]Wa.k ANNEAL
50 10 Q OjcxD5"v9 NPASS 50
pA&CBXio END
h}nceH0s3d SPECIAL
AANT _
)b:F=4j ACC
10 1 1 k}(C.`. ACA
70 1 10 oQ{(7.e7) LUL
90 .1 1 A TOTL nB[Aw7^|A END
8*k#T\ GO
" u@) }uz*6Z(S KU|dw^Y k xxpvVb)mF 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。
1O"7%Pvw MdV-;uf 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。
4 Z .G eZ'J,; 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
-]C 3_ve f5.rzrU 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。
^rO3B? _ f| P% 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：
wxYB-Wh< j- e/nZR@
;nW# Dn9
6`Zx\bPDm
|1iCt1~U DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
Hpo7diBE jq#uBU % 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。
65X$k]x $iu{u|VSu 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。
w
4-E@>% zkHwoAD;t8 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
B! $a Y APS -9
\D}K{ P CSTOP
{ULy B$\- WAP 2
2mg4*Ys 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。
1iyd{r7| %%5K%z,R# #z$FxZT<b
HIM>%
a7KP_[_( 让我们将玻璃模型替换成真实的材料。打开 MRG 对话框，选择U目录（仅匹配塑胶材料），QUIET，SORT，然后单击 OK。镜头材料现在是真正的塑胶材料。
DlIy'@ . R -CFF #!!Ea'3Iq
WtlPgT;wE 将继续优化镜头，不希望的塑料材料被更换成其它的玻璃材料，因此我们从 PANT 文件中删除所有 VY sn GLM 行并用 VLIST GLM ALL 替换它们。
I[E/)R{\ |a/1mUxQ& 这只会改变第一和第二个镜片的当前玻璃模型的材料，再次优化和模拟退火。
BIyNiol$AJ gwHNz5 a*V 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）
2O}UVp> rN* , U\q $#E? `At{I
$!F_K
agdiJ-lyQ
`uK_}Vy_ 让我们来看看视场上的衍射图像。转到MPF对话框，选择“视觉外观”，放大设置为5，然后单击“执行”。结果，在图8中，在整个视场上几乎是完美的。
u
x i f-5 CtItzp u7R:7$ H
^D` ARH
BfQRw>dZ"{
E5@ U~|V[ 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。
e F)vx{s RLE
tS!|#h-J ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
&Xw{%Rg ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
&d/ v/Y FNAME 'DSEARCH004.RLE '
ra#s!m1 MERIT 0.617523E-03
;;4xpg LOG 4
tu(k "'aJ WAVL .6562700 .5875600 .4861300
'uAH, .B APS -9
5<1,`Bq@ CSTOP
1~X~"M WAP 2
dfkmIO%9X UNITS MM
W
'54g$T OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
0>PO4W FVJ ( W.euQ y 0 AIR
Mx&
P^#B3
0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
\VJ7ahg[\ 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
7|=*z 1 GLM 1.582541321 69.489424800
Sw!/ I PO 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
_ElA\L4g% 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
Ya$JX(aUe 3 GLM 1.862101561 32.759137271
jTjGbC]X 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
ZT@a2:& 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
zD8q(]: A 5 CC 15.35107422
)dFTH?Mpo 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
%DJxUuh 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
N"d*pi#h 5 CTE 0.650000E-05
9r@T"$V#c 5 GTB U 'AD-5503 '
E2f9J{ Ki= 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
]A*v\Qy 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
/*B^@G |]' 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
t-#Y6U}b+ 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
[3":7bB 'E 5 PLASTIC
JvFU7`4@ 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
UMe@[E= 6 CC -1.63833609
{eR, a-D!7 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
N?j,'gy4 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
w`~j(G4N 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
)KvQ aC 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
q*Xp"yBTo 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
;jb+ x5t 7 CC -3.18613168
]@@ 3] 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
23a&m04Rk 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
J(&a,w >p 7 CTE 0.600000E-04
UYu 54`'kg 7 GTB U 'ZEON480R '
=\IcUY,4 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
mtEE,O!+ 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
,^JP0Vc* 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Z4#lZS`'A 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Q7PqN1jTE 7 PLASTIC
|0Kj0u8T 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
G:qkk(6_# 8 CC -0.98132904
XK:KWqW 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Jt4T)c9 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
l\8 l.xP 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
?3tR (H< 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
H
>@y C 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
-CW$p=y} 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
p-U'5<n 9 CC -5.54999790
lyzMKla" 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
ku,Y- 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
`m5cU*@D 9 CTE 0.600000E-04
\IQP` JR 9 GTB U 'ZEON480R '
cm]D"GFLY 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
'{EBK 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
["N>Po 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Yyl2J#$! 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
|N [SCk>Kj 9 PLASTIC
bA#E8dlC_ 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
g<~[k?~J 10 CC 0.92206943
!ViHC}: 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
tq9t(0EL 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
8<u_ wt@ 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
;2RCgX!'% 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
tZ1iaYbvV 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
9s) YPlD z 11 CC -0.42284721
Dbr(Wg 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
lkp!S3, 11 CTE 0.720000E-04
<PkDfMx2 11 GTB U 'OKP4 '
j#%*@]>Tg 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Ai i Os? 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
EAFKf*K= 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
5 7+^T}/> 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
}/G~"&N[ 11 PLASTIC
ja2LQe@ Q 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
<u44YvLBm 12 CC -21.87743665
NW=j>7 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
ihH!"HH+ 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
kYs2AzS{d 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
V]}/e!XK\ 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
6"
3!9JC 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
(FMG W
( 13 CC -2.93101390
xPqpNs-, 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
`(.ue8T 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
s@o"V >t 13 CTE 0.600000E-04
zE.4e&m%Z? 13 GTB U 'ZEON480R '
%{/0K<M 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Uk ?V7?& 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
]@ET Q8QN 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
+C\?G/ 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
_?Jm .nT 13 PLASTIC
f%*-PW^* 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
#:Cr'U 14 CC 16.95417460
-$WiB 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
>~J_9'gX6 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
SVXey?A;CJ 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
hU G Iy( 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Jb $P lOQ 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
@c$mc END
h. 'h L J+?xfg 另一种广角镜头：
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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。
scL7PxJ5 N!RyncJ 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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> tP/"4c 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。
/q='~t aDza"Ln 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。
e%'9oAz AH=6xtS- 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。
u# =N8 Kt}dTpVFr 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
