各位网友:
F$p,xFH# 我正在编写“
数码镜头设计原理的_高级篇”(第二版)中的“WPS优化方法”。我们从事
光学设计绝大多数是从专利或测绘开始的,这个初解的合理性值得怀疑?因此优化解往往不能令人满意。WPC方法虽然能得到较合理的初解,但其合理性也有其局限性,另外由于PWC法不同系统千差万别,列
象差平衡方程组与解象差方程组是异常复杂的过程,且不能随结构的变动动态跟随,从而使WPC优化成了“天方夜谈”。
~36XJ 我在“PWC配套
ZEMAX优化方法《6镜
焦距自动分配通用方法》”中试探讨此问题的通解方法,利用高校通用方法来寻找
光学系统的最优初解。有人会耽心,即使很快的找出了光学系统初解的各镜PWC值,如何快速的得到各镜的实际结构呢?这个问题已经解决,一个23透镜的系统只需几分钟就可得到所有
透镜的合理结构。
o%Q2. 下面是我的思路:
RM$S|y{L 在“PWC法建立象差平衡方程组_实例.doc”中,我们曾从总体设计的观点,以及校场曲的观点在ZEMAX里建立了6镜理想光学系统结构。另外也用了2次拆分的方法,及假定前组2正镜有相同焦距,相同PWC值;后组2负镜也同样处理,从而解出了各镜结构。但在ZEMAX中发现系统优化不能获得理想的结果。主要原因如下:
<)rH8]V 由于理想的焦距分配很难获得,从而各镜的PWC分配值不能都很小(PWC大,对应透镜弯曲大,小间隔就会产生位置干涉。另外高级象差大,会打乱初级象差平衡状态),这是一个极为辣手的问题。原因在于当间隔,焦距分配变动时,PWC初级象差平衡方程组也是变动的,再使其最小也是变动的。即这是动态优化问题。要想很好的解决这个问题,就需将其放入ZEMAX中统一考虑。
)dDmq 我处理此问题的步骤是:
I65GUX#DV 1 在ZEMAX中先进行总体设计(包括同时校场曲)。
MRu+:Y=K 2 在AUTOCAD中找出等校入瞳
D)6|| z} 3 用“PWC法建立象差平衡方程组.EXE”创建此系统的PWC平衡方程组(参考“PWC法建立象差平衡方程组_实例”)。
NO1]JpR 4 在Mathematica中解此方程组。
aKcV39brr 5 以上操作只用于在ZEMAX中创建“6镜焦距自动分配”操作集时的调式阶段,在调式中,用PWC平衡方程组中的各项来校核ZEMAX中相应操作集。
T5G+^XDA 6 只有操作集对所有6镜系统都实用,《6镜焦距自动分配通用方法》才有实用价值。为此理想光学系统中不允许有光栏,它用等效入瞳去替代。这是很重要的一步。
1uzfV) 7 对于任意6镜理想系统,在总体优化操作集的前方插入已编好的焦距自动分配操作集,就可进行焦距自动分配的优化。
$7g(-W 8 如何创建焦距自动分配操作集呢?总体上如下考虑:
T8
/'`s (1) 在结构电子表格的结尾的隔一行,顺序在间隔栏添写各镜的PWC初值(等于Mathematica中解出的PWC值)
Z6pDQ^Ii (2) 在总体优化操作集前方创建初级象差平衡方程组操作集,并将PWC初值(由后增的间隔栏读入)代入初级象差平衡方程组中,且使各初级象差等于目标值。
PmTd+Gj$ (3) 设置焦距,间隔,PWC为变量,进行优化操作即可。
$"1&! 注意:上述方法可用于任意多组元的光学系统。
mz'8
由上可见问题的关建在于如何在ZEMAX中具体实施创建焦距自动分配的操作集,这就是《6镜焦距自动分配通用方法》要介绍的主要内容。
5OE?;PJ( 6Z:|"AwC2 上面的方法是否象天方夜谈呢?但它确实是可行的,我正在做这项工作,估计一周内可解决。
.1M>KRSr, 象这样的解决问题的思考方法,在“WPS优化方法”中太多了。例如“自创优选虚拟玻璃操作数集合”就可以使虚拟玻璃象真实玻璃一样变化,这是非常有用的。
wt,N<L 这些
光学设计中的奇思妙想是以光学基础理论为基石,严警的科学态度为根本,对光学设计有极大的兴趣为动力,契而不舍的结果。
[-a/] 相信我的这些设想,有助于光学同行开括光学设计的视野,设计出更好的产品来。
u?/]"4 在“数码镜头设计原理的_高级篇”(第二版)中再见!
).b+S>k GGX19458132
xSZw, 2007年是11月1日
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