SYNOPSYS 光学设计软件课程三十八:从零开始设计变焦镜头
ES&"zjr$ 在某个周五的中午。 你的老板跑了进来:“客户希望在星期一早上8点前收到8倍变焦镜头”。 你从未设计过变焦镜头。 你的工作不知如何开始?他给你一份设计清单,然后就出去了。 现在怎么办? nVVQ^i}`G 如果您有一个设计变焦镜头的任务, 您可以访问专利数据库并尝试找到类似的镜头。 这可能需要很长的时间。 %Vp'^,&S 但是,如果您选择SYNOPSYS™光学设计软件。 你有一位很好的助手来帮助你快速的完成这项工作。以下是你需要做的。 C:WXI;*cr 1.启动程序。 !xz0zT. 2.在命令窗口中输入HELP ZSEARCH。 打开10.7.3节。 5bKm)|4z6 3.阅读整章。但如果您已经知道如何在SYNOPSYS上执行其他任务,那么您就能很好的完成工作。 `96PY!$u 4.设置您对ZSEARCH的输入。 镜头F / 3.5,半视场角为14度,GIHT为5毫米。 CHPu$eu -*I Dzm 以下是你的MACro:(L38M1) hLf<-NM LOG ! to keep track of things later 6+hx64 = PROJ ! to see how long this run took FV->226o% CORE 16 ! on our 8-core hyperthreaded PC, it runs 8 times faster N4JJA+ ZSEARCH 3 QUIET ! save results in library location 3 m$X0O_*A SYSTEM ID ZSEARCH TEST ClvqI"Rd OBB 0 14 2.85 ! infinite object, 14 degrees semi field, 2.85 mm semi aperture. ^k7`:@
z0U ! This defines the wide-field object +jPs0?}s UNI MM WAVL CDF NOVIG END eJ3w}"?9s '*6S0zt GOALS ZOOMS 5 KPcOW#.T GROUPS 3 3 3 3 ! lens has four groups with 12 elements altogether ,xeJf6es ZGROUP 0 Z Z 0 ! and groups 2 and 3 will zoom .0b$mSV[ x&SG gl FINAL ! declare the desired object at the last zoom position, .7|kxJq ! which is the narrow field zoom *Fe OBB 0 1.7545 22.8 ! object is 1.7545 degrees semi field and 22.8 mm semi aperture. ! That implies an 8X zoom. mrgieb% 1>BY:xZr ZSPACE LIN ! other zoom objects will be linearly spaced between the first and last APS 19 ! put the stop on the first side of the last group RT 0.5 =83FCq" DELAY OFF ! don’t ask to abort other cores GYq.!d@O GIHT 5 5 10 ! the image height is 5 mm for all zooms, with a weight of 10. BACK 20 .02 ! the back focus is 20 mm and will vary. A target will be added to the MvLmEmKb}\ ! merit function with a low weight. cn~M:LW23 FOV 0 .4 .6 .85 1 ! correct five field points FWT 5 4 3 3 3 6ofi8(n[ COLOR M ! correct all defined colors @6N$!Q? ANNEAL 50 10 Q ! anneal the lens as it is optimized in real-ray mode pW>?%ft. QUICK 50 100 ! 30 passes in quick mode, 40 in real-ray mode _4]GP3` END YFF\m{# ).BZPyV< SPECIAL AANT A+:X AAC 30 1 5 ! request a maximum semi aperture on all elements of 30 mm ACA 50 1 1 ! monitor rays to keep away from the critical angle. l*`2EJ
END GO ! start ZSEARCH PROJ xElHYh(\ t[ Zoe+& 变焦镜头由四组透镜组组成,每组有三个透镜。 在最终的设计中,第一组将被用于变焦,最后一组将被固定,以满足镜头的F/number。 我们可能需要超过12个镜片,我们可以向ZSEARCH提出更多要求 - 但如果我们从上述结构开始它会运行得更快,然后在需要的时候添加元件。 它可能还需要五个以上的变焦位置 - 但我们从一个简单的系统开始,后面可根据需要添加镜片。 y]5c!N %8 我们运行这个 MACro ,并在16个窗口中查看每个内核的进度。 9mEt**s
Ur 当快速模式完成后,程序会对10个最佳模式进行优化。大约44分钟后,我们看到了如下结果: $Z!$E,@c 只要浏览一下评价函数值,就会发现其中大多数结构都是有潜力的。程序已经将最好的一个结构加载到PAD显示中。 1+f>tv 这将是我们的初始结构的镜头。 F"k.1. 该程序为我们创建了一个优化MACro,已经加载了起始评价函数和一组变量。 我们运行这个宏,评价函数几乎不动。 然后我们单击模拟退火按钮,将起始温度更改为50,请求100次通过,然后单击“确定”。 (当镜头处在局部最小值时,通常需要更高的温度,但是当你开始新的设计时,这可能只会减慢速度。)评价函数现在已降至0.493 2th>+M~A 通常人们想知道为什么评价函数不会再降低。 通过输入FINAL 5来检查。 这显示了评价函数中的五个最大项。 Z?7XuELKV SYNOPSYS AI>FF
c%N8|!e 0pYCh$TL1 FINAL 5 U0PQ[Y#\ ABERRATION LIST :UMtknV NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT w*E0f?s 5 20.0000000 0.0200000 24.2573 0.851455E-01 0.014629 Y]ZNAR A BACK :slVja$e
U=<d;2N# 6 AAC 30.0000000 1.0000000 ------ 0.157788 0.050240 COF_a% Z uh!{_x; 342 0.0000000 15.4402596 SR 0.0040 0.624556E-01 0.007871 #fy#G}c A 1 YC 0.85000 0.12500 -0.12500 0.00000 `pHlGbrW ubpVrvu@ 498 0.0000000 15.4402596 SR 0.0044 0.674752E-01 0.009187 }3"FQ/6C A 1 YC 1.00000 0.12500 -0.12500 0.00000 RW#& |