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。
{4Y@ DQ- /2-S /,a 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：
1a 3rA ?ix--?jl 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。
Qj~m;F! 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：
Ar4E $\W 5<bc>A- 
<jF]SN |;_NCy8i3X
`E>HpRcxD 镜头文件：
'/U[ ui0{ RLE
E ZaWEW ID WIDE-ANGLE DESEARCH
)ALPMmlRs WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 /%|JP{ APS 5
$u_0"sU V UNITS
MM b'Qia'a% OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 B
PTQm4TN C%d\DuJ5'~ 0 AIR
[ hA%VF.9 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
s42M[BW] 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
jW*| Mu>2 1 GLM 1.50000000 55.00000000
?| '+5$ 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
;vvO#3DWM 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
!"/]<OQ 3 GLM 1.50000000 55.00000000
F>Rz}-Fy 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
>f #P( 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
jZeY^T)f" END
}]_/:KUt Wr Ht 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。
zvV<0 Z QQUeY2} CORE
16 /^ ^t> L DSEARCH
2 QUIET ,d n9 tY3 USE CURRENT 5 ALL
n4Nb,)M n/#zx:d? GOALS
t!R R5! ELEMENTS 5
0 3fCn" FNUM
2 1 G 'IqAKJ BACK 10 SET
jY%&G#4 STOP
MIDDLE /!;oO_U:# STOP
FREE <+ UEM ~) ASPH Q
0X@! i3eu ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
ntbl0Sk FOV .2 .4 .6 .8 1
x F:
O6KL DELAY OFF
"* W: NGRID 6
DhY .5 SNAP
10 H"czF PLASTIC 5 7 9 11 13
2g~qVT, !QUICK 30 40
-SZX UN ANNEAL
50 10 Q HE58A.Q& NPASS 50
DhZuQpH END
51j5AbFQ" SPECIAL
AANT 1=(jpy ACC
10 1 1 n&ZA rJ ACA
70 1 10 g^|}e? LUL
90 .1 1 A TOTL H'k $<S END
sC
>_ulkoa GO
?q a D\|$ ! i} nMXk1`|/)x pgbm2mT9 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。
mM&Sq;JJ; m ;-FP 2~ 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。
gY\ X? Z`x|\jI 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
P ^V,"B8t nZZNx
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。
xIu # K"u-nroHW 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：
G165grGFd J1OZG6|e 
X[/>{rK d: D`rpcC
gGF]Dq DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
iUSP+iC , biAI*t 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。
ZrY #B8 k(LZ,WSR 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。
Gl8D
GELl; 4 =/5 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
<xM$^r) APS -9
tLCu7%P> CSTOP
9V&} % WAP 2
,=sbK ?& 来在表面9上放置一个真正的光阑。然后我们从 PANT 文件中删除变量 VY 0 YP1，修改 DESEARCH_OPT 中厚度变量声明为 VLIST TH ALL,优化并模拟退火。
Ku;|Dz/=o .EeXq }a[ 
^u'hl$`^ k1tJ$}
_)|_KQQu 让我们将玻璃模型替换成真实的材料。打开 MRG 对话框，选择U目录（仅匹配塑胶材料），QUIET，SORT，然后单击 OK。镜头材料现在是真正的塑胶材料。
\H(r }D$u< vHR-mQ Us 
@1+C * 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。
3 #GZ6:rVJ e 7e6b-"_2 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。
5)h#NkA\J m$N` Xj 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）
WM y97*L< u.v
5!G 
rJLn=|uR 
s5/5>a V PJd7t% m;
t][U`1>i 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。
A8,9^cQ] $cl [Qcw 
5mzOr4 *0 
6 3TeTGp$ .CJQ]ECl7p
^gw htnI 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。
w V egr RLE
8: # \g ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
~ZrSoVP= ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
0e. /yPTT FNAME 'DSEARCH004.RLE '
i4<&zj}) MERIT 0.617523E-03
fZ QL!j4 LOG 4
x"g-ok LN WAVL .6562700 .5875600 .4861300
1D2Uomd( APS -9
(PVK|Q55y CSTOP
&[u>^VO8 WAP 2
nP]t c UNITS MM
)1 CYs4lp OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
W& M=% XKp$v']u 0 AIR
K4T#8K]aZF 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
oJ\ )-qSf 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
oZM6%-@qi 1 GLM 1.582541321 69.489424800
@|I:A 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
V[9#+l~# 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
}E
o\=>l7 3 GLM 1.862101561 32.759137271
Ufx^@%v 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
\R"} =7 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
L >*
F8 |g 5 CC 15.35107422
MHF31/g\ 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
T >pz/7gb 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
01N]|F: 5 CTE 0.650000E-05
GUX! kj 5 GTB U 'AD-5503 '
]V*ku% L0 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
i 4sd29v 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
|\HYq`!g%7 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
';H"Ye:D=7 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
~* R:UTBtw 5 PLASTIC
^Rel- =Z$B 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
yQP !Vt^ 6 CC -1.63833609
l ~bjNhk 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
uj8G6'm% 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
V)pn)no'V 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
N 3M:|D 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Cx
N]fo 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
8S8 ^sP 7 CC -3.18613168
?nVwT[ 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
=O~ J 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
t=-t xnlr< 7 CTE 0.600000E-04
1/ZvcdYB 7 GTB U 'ZEON480R '
Z.Otci> J 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
<5 Ye')+ 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
j|6@>T1 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
jw P}{mi* 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
t h!$R 7 PLASTIC
ZQL4<fy'E 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
6[b?ckvi 8 CC -0.98132904
,^Cl?\9" 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
M x-? & 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
96V@+I 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
z XI [f 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
>M}\_ c= 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
y ~PW_, 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
jD<fu 9 CC -5.54999790
:jKiHeBQu? 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
7Gos-_s 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
;D w6pmZ 9 CTE 0.600000E-04
T z`O+fx & 9 GTB U 'ZEON480R '
TKwMgC}<[ 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
u|.c?fW'3 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
o+w G6 9 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
O<*l"fw3 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
<FkoWN 9 PLASTIC
2\b 2W _ 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
,m HQ 10 CC 0.92206943
Ar;uq7c,G 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
>~ %EB?8 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
rfz\DvV d 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
wU"0@^k]< 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
|}FK;@'I 6 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
oP"X-I 11 CC -0.42284721
brdfj E 8 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
bG|aQ2HW 11 CTE 0.720000E-04
u%s@B1j 11 GTB U 'OKP4 '
'Nqa=_<W W 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
!{WI N%O 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
P3W<a4 == 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
l%f &vOcd 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
|riP*b 11 PLASTIC
pA%Sybw+ 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
en5sqKqh+ 12 CC -21.87743665
./KXElvQ% 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
6m\MYay 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
6-+ q3#e 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
<mk'n6B 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
~ {xm(p 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
NI%&Xhn!*> 13 CC -2.93101390
xMpQPTte 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
d %EUr9~? 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
T'K6Q cu 13 CTE 0.600000E-04
)tD[Ffvr 13 GTB U 'ZEON480R '
q!O B?03n 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
XM LJ X~
13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
oPbxe 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
}~akVh`3 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
h {5K9$9= 13 PLASTIC
&yabxl_ 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
%77X/%.Y 14 CC 16.95417460
?R MOy$L 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
p-S&Wq 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
4H]~ ]?F& 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
g,YJh(|#{ 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
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w 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
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?6#F9\ )*CDufRFz 另一种广角镜头：
Rt6(y #dF 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。
6!;eJY j, N}/|B} 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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+{5y,0R 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。
h8)m2KrZ!. _[:>!ekx 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。
)[]*Y]vSx :p|wo"=@Ge 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。
w{$X
:Z {~y,.[G a 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
