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。
Y86 mg7[U/ b%UbTb, 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：
N/r8joi# ]+@I] \S4 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。
80Z'1'u0 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：
I{uwT5QT- })5I/
Jm]P,jaLc
Og9:MFI
e<HHgC#J 镜头文件：
y"Jma`Vjq RLE
}\ hz@G< ID WIDE-ANGLE DESEARCH
?9:~d#p WAVL
.6562700 .5875600 .4861300 {M P (*N APS 5
W$Op/ UNITS
MM ~cb7]^#u1l OBD
1.00000E+09 92.4 0.2887 -11.0345861 0 0 0.2887 U6LENY+Ja vALH!Kh 0 AIR
Q<fDtf } 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
|)b:@q3k+n 1 CV 0.0356159993000 TH 2.50000000
oO&R3zA1d 1 GLM 1.50000000 55.00000000
9{XV=a v 2 CV 0.1318873610000 TH 2.99808431 AIR
)wfqGkr=m! 3 CV 0.1145140002814 TH 1.00000000
O
<"\G!y ~ 3 GLM 1.50000000 55.00000000
9<-7AN}Z 4 CV 0.4600712360000 TH 4.00383115 AIR
,p9>/)l 5 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
! ^TCe8 END
r oHJ$~q? T6I$7F 光束以92.4度进入并以合理的角度出射。现在创建 DSEARCH 输入 MACro。
XywsjeI4 h0;R*c CORE
16 o$KW*aDp DSEARCH
2 QUIET N7mYE USE CURRENT 5 ALL
D;+sStZK3 % O \zYtQR GOALS
+9R@c Ur ELEMENTS 5
T!Z).PA# FNUM
2 1 H CZVvsG BACK 10 SET
%SN"<O! STOP
MIDDLE W?R@ eq.9 STOP
FREE J @^Ypq ASPH Q
X@H/"B%u2 ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
R 9b0D>Lxt FOV .2 .4 .6 .8 1
*8I &|)x DELAY OFF
gfly?)V nF NGRID 6
Q ?R3aJ SNAP
10 X}_Gk5q* PLASTIC 5 7 9 11 13
DW0N}>Gp* !QUICK 30 40
pRGag~h|E ANNEAL
50 10 Q vhKHiw9L NPASS 50
i.0.oy> END
87yZd8+) SPECIAL
AANT BL1d= %2 R ACC
10 1 1 7)dCdO ACA
70 1 10 PHx No) LUL
90 .1 1 A TOTL OI^sd_gkZ END
qw6i|JM% GO
x|GkXD3 OZ6:u^OS] s | !lw A#8J6xcSrL 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。
L W!>_~g- 1w'W)x 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。
(qDPGd*1 @cu#rWiG 请注意，在这种情况下我们不使用 QUICK 选项。
A&D<}y/% sny$[!) 最后一点：我们在上面的输入中给出了 FNUM 请求的权重。如果我们不这样做，程序将通过 UMC 求解来控制 F /number，并且得到的曲率可能非常大以至于没有光线通过。同样，对于这样复杂的设计，我们必须引导一些事情。通过在 FNUM 上添加权重，程序将最后一个面的曲率视为变量，并控制 AANT 文件中的 F /number，而不是曲率求解。
yyM`J7]J {wvBs87 好的，我们的输入已准备就绪，因此我们运行此 DSEARCH 文件。大约两分钟后我们看到了结果：
JiFB<Q\ ^ 5rB/y, EHk$,bM
2U@:.S'K
9NeHN@D) DSEARCH 发现了10种最佳设计，其中大多数非常好。
dheobD iCtS<"@Yx 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。
/_1q)` NYy PC3 ?eS } 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。
aW _Pv~ V@r V +s 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
!p!^[/9"c APS -9
@K\ hgaQ CSTOP
?10L *PD@ WAP 2
(/KeGgkhv 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。
qi$nG_<<Z KW(^-:wmr m2[]`Ir^@
L [&|<<c
)3.=)?XW 让我们将玻璃模型替换成真实的材料。打开 MRG 对话框，选择U目录（仅匹配塑胶材料），QUIET，SORT，然后单击 OK。镜头材料现在是真正的塑胶材料。
sq{=TB{ m
;yIFO DO6
p v
rqz48~\lJ 将继续优化镜头，不希望的塑料材料被更换成其它的玻璃材料，因此我们从 PANT 文件中删除所有 VY sn GLM 行并用 VLIST GLM ALL 替换它们。
^~^=$ fz ~rlPS#]o 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。
#=N6[:, rlY n"3% 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）
kK=f@l yM('!iG*/ ?-JW2 E"uT
`*3;sq%`
31cZ6[
]z8Th5a?o 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。
`6<Qb= yVWt%o/
i,,mt_/,
UJ><B"
|k#EYf#Y
B]I*ymc# 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。
SB,#y >Zv? RLE
M[ P1hFuna ID WIDE-ANGLE DESEARCH 4
2=,d.1E3d ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001100 12
E Q]>^VE2B FNAME 'DSEARCH004.RLE '
wRg[Mu,Q5 MERIT 0.617523E-03
IV~5Y {(l LOG 4
gfiFRwC`v WAVL .6562700 .5875600 .4861300
`NfwW: APS -9
f.0HIc CSTOP
<Ok7 -:OxA WAP 2
Q5]rc`}
5 UNITS MM
Tn as$=J OBD 1.00000E+09 92.4 0.2887 -17.3394812 0 0 0.2887
mQ3gp&d3W +xQj-r)- 0 AIR
G "i xw 0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
b^A7R{G7 1 CV 0.0360722609606 TH 2.22538987
n.Y45(@E 1 GLM 1.582541321 69.489424800
h{ZK;( u$ 2 CV 0.1129035344111 TH 7.33905916 AIR
~:*V'/2k
3 CV 0.0258877283000 TH 1.00000000
OZ/"W)
3 GLM 1.862101561 32.759137271
' p)DJUwt 4 CV 0.1907815401493 TH 4.62505325 AIR
{LT2 ^gy= 5 RAD -22.0769352833601 TH 8.06760017
*Ag3qnY 5 CC 15.35107422
n[\L6} 5 N1 1.57747609 N2 1.58304761 N3 1.59677576
P MI?PC[; 5 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
i!eY"|o 5 CTE 0.650000E-05
#Q BW%L 5 GTB U 'AD-5503 '
Q.Y6 5 DC1 0.000000000E+00 -1.278372376E-03 -2.704225148E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
,{_56j^d, 5 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
!&5|:96o 5 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
&~'i,v|E 5 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
fi%lN_Ev? 5 PLASTIC
?;A\>sP 6 RAD -6.3843807900976 TH 1.00000000 AIR
k"E|E";B 6 CC -1.63833609
";^_ [n 6 DC1 0.000000000E+00 1.393260648E-04 -8.694519770E-06 0.000000000E+00 0.000000000E+00
j +e
s 6 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
`JyI`@,! 6 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
J!">L+Zcx 6 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
nELY( z 7 RAD -7.9324248616851 TH 10.01456860
>
w SI0N 7 CC -3.18613168
AmJdZs|/ 7 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
?5F;4 oR2g 7 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
i-. AD4 7 CTE 0.600000E-04
R
G~GVf 7 GTB U 'ZEON480R '
Hs6Kki1 7 DC1 0.000000000E+00 9.236235094E-04 -1.504353071E-05 0.000000000E+00 0.000000000E+00
g ;X K3R 7 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
?)Je%H 7 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
+pQ3bX 7 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
eI%k xqc 7 PLASTIC
S;oRE' kk 8 RAD -19.0181938596098 TH 16.68648421 AIR
|io)?`p j 8 CC -0.98132904
3J8M0W 8 DC1 0.000000000E+00 7.229015854E-06 -3.530119818E-07 0.000000000E+00 0.000000000E+00
O\6gw$ 8 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
7Hj7b:3K&! 8 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
40z1Qkmaey 8 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
NC iB n>=: 9 CAO 1.68737382 0.00000000 0.00000000
<9c{Kt.5( 9 RAD 4.2463061617809 TH 1.50735195
]@~%i=. 7 9 CC -5.54999790
eU.C<Tv :8 9 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
.
g- HB' 9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
@LSX@V
9 CTE 0.600000E-04
[.6bxK 9 GTB U 'ZEON480R '
AU ES;2WL 9 DC1 0.000000000E+00 4.513134509E-03 -1.189291744E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
wFjQ1<s= 9 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
jv6>7@<G 9 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
(Ffa{Tt! 9 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
8~T=p:z' 9 PLASTIC
BkY#wJ' 10 RAD -8.0304051087170 TH 1.00000000 AIR
=(~Zm B\ 10 CC 0.92206943
EVE"F'Ww,_ 10 DC1 0.000000000E+00 -4.950375968E-03 1.189788976E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
:Ys
;)W+R 10 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
4N=
g l( 10 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
\rE ] V,,2 10 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
cob??|,\m 11 RAD -3.7613156285095 TH 1.00000000
kq([c r 11 CC -0.42284721
:^`WrcOJ 11 N1 1.60143115 N2 1.60793545 N3 1.62454862
#K iqV6E 11 CTE 0.720000E-04
+;=>&XR0m 11 GTB U 'OKP4 '
)*Wz5x 11 DC1 0.000000000E+00 1.180068221E-02 5.892483716E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
#%L_wJB- 11 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
Dg hqSL ^s 11 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
HrMbp 11 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
O[z6W. 11 PLASTIC
<GLoT olZ 12 RAD 5.2837613214415 TH 1.00000000 AIR
+q+JOS]L 12 CC -21.87743665
2|U6dLZ! 12 DC1 0.000000000E+00 7.571999432E-03 2.001801857E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
_>r (T4}] 12 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
&}K%F)S 12 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
P>$+X rTE 12 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
(cV1Pmn 13 RAD 2.2918318217542 TH 5.99479908
MBnxF^c&P 13 CC -2.93101390
`:jF%3ks+0 13 N1 1.52289510 N2 1.52565759 N3 1.53222386
N /<c ;"o 13 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
7#X`D 13 CTE 0.600000E-04
Zq H-]?) 13 GTB U 'ZEON480R '
. ~a~(| 13 DC1 0.000000000E+00 4.465123244E-03 -4.565059943E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
^NM>x Ienf 13 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
5 +j):_ 13 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
! |z!e>0 13 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Dz/MIx 13 PLASTIC
06v'!M 14 RAD -9.3294652456923 TH 1.00000000 AIR
Z&= Oe^ 14 CC 16.95417460
6Q{OM:L/;. 14 DC1 0.000000000E+00 -8.733089016E-03 1.818419746E-03 0.000000000E+00 0.000000000E+00
Vup|*d2r0E 14 DC2 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
:LC3>x`: 14 DC3 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00 0.00000000E+00
91DevizXx 14 DC4 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
?FEh9l)d\ 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
Cv4n l7A' END
cIK4sOTJ& NRspi_&4J 另一种广角镜头：
" BLJh)i 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。
hzpl;Mj NLUO{'uUW 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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yS3o r(K 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。
W@zu N)U Z|)1 ftcC 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。
c>Ri6=C Nus] ]Iy-g 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。
bfpoX,: )n[=)"rf 除了 DSEARCH 返回的最佳镜头之外，您还可以尝试其他方案。
