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。
SbrKNADH% V+04 X" 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：
/4K ^- C G!7BP\ 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。
V!^5 #A< 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：
Ky:y1\K1^K ~%.<rc0 9:[L
WT&
Q:rQ;/b0/
RQg7vv]% 镜头文件：
G%Dhj)2} RLE
Ep
} {m<8c ID WIDE-ANGLE DESEARCH
V@%:y tDf WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 QV&yVH=Xs APS 5
quk y m3F UNITS
MM I;u1mywd OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 Xu[(hT6 XXwe/>J 0 AIR
-(ev68'}W 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
3n ~n-Jo 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
^/`W0kT 1 GLM 1.50000000 55.00000000
+c+i~5B4 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
{`KRr:w 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
vZ0K1UTEXY 3 GLM 1.50000000 55.00000000
r:xbs0
7 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
6 $ .I>8n 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
cUB+fH<B2 END
>5%;NI5
G PjxZ3O 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! yI(c Y R}T8cVxc CORE
16 JI5%fU%O#n DSEARCH
2 QUIET \7\7 i-Vo USE CURRENT 5 ALL
8k.< xWDU q2SlK8`QJ GOALS
IH2V .>h ELEMENTS 5
|``rSEXYs FNUM
2 1 ,SVl>~! BACK 10 SET
v-utDQT3 STOP
MIDDLE RkMs!M STOP
FREE k1h>8z.Tg ASPH Q
Lo{g0~?x* ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
8c%Sd'+Pt FOV .2 .4 .6 .8 1
^F="'/Pq[ DELAY OFF
\H&8.<HJ NGRID 6
LA9'HC(5 SNAP
10 K6BP~ @H_D PLASTIC 5 7 9 11 13
p)k5Uh" !QUICK 30 40
lL<LJ
:L ANNEAL
50 10 Q *mVQN1 NPASS 50
Yvn*evO4 END
-u nK; SPECIAL
AANT n)bbEXO ACC
10 1 1 9!>Ks8'.d ACA
70 1 10 pl4:>4l/ LUL
90 .1 1 A TOTL Ug P END
6o
cTQ}= GO
EvJ<X,B o < _8p6{= 4^IqHx;bj j7>a ^W 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。
RF|r@/S ahmxbv3f=5 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。
Ij{ K\{y |!?lwBs4 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
Vm8rQFCp74 CU+H`-+"J 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。
Obz Fh?W ny 'wS 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：
G^W'mV$xl _7bQR7s 9cJ1J7 y
G5 T(
n5 z";:p DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
k )=Gyv < mJYG k_ua 现在需要进一步改进设计。运行 DSEARCH 产生的优化 MACro，镜头的性能变化很小。
}9*N EU) o xO0}A1t
Wd 现在必须检查视场的像质。 在 PAD 中，单击PAD工具栏中的“扫描”按钮，然后观察到靠近曲面9的光阑在所有视场中都没有很好地填充。在这个广泛的区域和近轴光瞳的系统中，我们必须控制它。
Id<O/C %h9'kJzNk 由于我们改变了 YP0 的数量，目前镜头只有一个不明显的光瞳。这使我们接近光阑真正的结果，但是现在我们必须把它放在那里。在 WS 编辑窗格中，我们输入
DPM4v7 S APS -9
G ]k+0&X CSTOP
sD{d8s[( WAP 2
>ca w
: 来在表面9上放置一个真正的光阑。然后我们从 PANT 文件中删除变量 VY 0 YP1，修改 DESEARCH_OPT 中厚度变量声明为 VLIST TH ALL,优化并模拟退火。
@;b @O
_
s*9lYk0 =}OcMM`f
Q*W$!ZUT
"wj~KbT}& 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。
n qC @dHP ,1e\}^ + :;6kyM6X
o56UlN 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。
SFkB,)Z N Cb
i;CF\{ 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。
i~i
?M) Qk? J4 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）
%uQOAe55 r3mmi5 ohlCuH 3
m_C#fR /I
8o\KF(I
)n{9*{Ch 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。
NhRKP"<CO 1`F25DhhY s#4 Q?<65u
=`/GB T$
G"|c_qX
c-`izn] 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。
3hPp1wZd RLE
)F3> ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
\o<&s{ 6L ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
v%4zP%4Ak[ FNAME 'DSEARCH004.RLE '
Gr|IM,5 P4 MERIT 0.617523E-03
WJBwo%J LOG 4
8<_dNt'91 WAVL .6562700 .5875600 .4861300
;uyQ R8 APS -9
xW+ XN`77 CSTOP
Z,:}H6Mj9 WAP 2
&2//\Qz UNITS MM
P:k!dRb9{ OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
UYkuz Mp _SL^g| 0 AIR
/ 0y5/ 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
7i0; Ss* 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
~ea&1+Z[3 1 GLM 1.582541321 69.489424800
@tVl8]y 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
# | ^yWw^ 3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
Ch7&9NW 3 GLM 1.862101561 32.759137271
~4=XYYcka 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
]~kgsI[E 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
I7?s+vyds 5 CC 15.35107422
m =qyPY 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
o!sHK9hvJ) 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
:r+F95e 5 CTE 0.650000E-05
,'a[1RN 5 GTB U 'AD-5503 '
)vy_m_f& 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
KD73Aw 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
t r$d? 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Dy^A??A[E} 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
naiy] oY" 5 PLASTIC
F0tx.]uS 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
ucX!6)Op 6 CC -1.63833609
w(UZmZb} 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
U{P FeR,Uk 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
gjc[\"0a5h 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
F:'>zB]-} 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
#bCzWg 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
!DZ4C. 7 CC -3.18613168
R7ExMJw 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
(F'?c1 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
3Nk
) 7 CTE 0.600000E-04
wOr pp3I 7 GTB U 'ZEON480R '
t[%ELHV 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
] tc
Cr; 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
mL]5Tnc 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
<-N7Skkk! 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
jGFDj"Y 7 PLASTIC
?jH u, 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
B5MEE 8 CC -0.98132904
"xp>Vj 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
8rM1kOCf 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Na{&aqdz 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
dZ"d`M>o6 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
KK41I 8Mw 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
R*>EbOuI 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
_v +At;Y 9 CC -5.54999790
gtJCvVj>g 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
c2Up<#t 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
N7}y U~j^ 9 CTE 0.600000E-04
Vo(V<2lw} 9 GTB U 'ZEON480R '
U?(+ {4l 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
<: I]0|[ 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
SS"Z>talw 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Ufv0Xj 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
[*v- i%U} 9 PLASTIC
( Y)a`[B 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
pb}4{]sI 10 CC 0.92206943
;%Rp=& J 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Ops""#Zi 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
: ?z E@Ct 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
A^@,Ha
10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
C5&+ 1V rP 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
)`-vN^1S- 11 CC -0.42284721
Wm>AR? b 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
:IX_}| 11 CTE 0.720000E-04
]] lM) 11 GTB U 'OKP4 '
+ e( (! 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
(* dJ
11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
vp..>BMJ 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Uiu9o]n 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
@ )m9#F 11 PLASTIC
UCS`09KNJ 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
GN
?1dwI 12 CC -21.87743665
p="K4E8~H 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
iWMgU:T 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
C 8q VYrw 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
<]ki fiN# 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
eKek~U& 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
?KtvXTy{m 13 CC -2.93101390
"U%jG`q 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
iMXK_O% 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
R; Gf3K 13 CTE 0.600000E-04
j aq/]I7 13 GTB U 'ZEON480R '
} P/
x@N 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
N6* v!M+ 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
1PdxoRa4= 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
:z} 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
h2#S ? 13 PLASTIC
dI|`"jl# 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
?UV ^6 14 CC 16.95417460
NP5;&}uv*! 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
sKuPV 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
o= N_0. 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
'c|Y*2 @ 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
0&|,HK 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
XG_Iq , END
>!|( n @ 9dXtugp| 另一种广角镜头：
{ei,>5K 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。
#3o] Qo[Sc ~ E |L4E 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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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。
Mb0cdK?h A M=aWL!nJ 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。
6 X.lncE@p W!G2$e6 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。
1*Ui=M4 !^*I?9P 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
