| 小火龙果 |
2022-06-22 14:44 |
SYNOPSYS 有奖征文来稿 四
SYNOPSYS 如影相随 x{w|Hy
心有山水，学而不废。光学设计，是一个传统又新奇的学科，既有经验上的感觉，又有理论上的束缚。简直是让人对它咬牙切齿，又爱又恨！对于一些初学者或者是从业不久的设计师，往往不知所措。早期光学设计主要依靠PW法计算初始结构，随着软件技术的成熟，出现了诸如ZEMAX、CODEV等光学设计软件？但是这些软件都是依托于初始结构。常规初始结构的来源主要有以下几个方向： Q
Rr9|p{
1 专利 ； cL4Go,)w
2 期刊论文 ； ;5\'PrE
3 教材； 3A"TpR4f`
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； Jg'#IM
5 光学论坛； kkHK~(>G
6 积累，经验总结； Sb 2_&5
7 PW法； Px?"5g#+
8 组合法； }I}GA:~$%
其中，方法1~5适用于初学者，方法6适用于具有一定工作年限的设计师，方法7适用于理论计算能力强的人，方法8适用于设计经验丰富的大师。下面罗列上述几种方法优缺点： =m (u=|N3
Pr%KcR ;
[attachment=113100] M+ < SSi"
p</t##]3ks
当尝试过上述方法后依然没有找到合适的初始结构时，醉后不知天在水，满船清梦压星河。醉翁之意不在酒，在乎山水之间也，让我联想起还有一个叫做SYNOPSYS的光学设计软件。它有两个与众不同，独具匠心的功能：DSEARCH和ZSEARCH功能，用于无中生有，悦尽霜华，寻一丝期望。 ~ 0-)S@
o(54 A['
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 NqKeQez X
======================================== 9& ^5!R8
!3530BM CCD V :5aq.o!
OFF 98 P;gd!Yl<-
CORE 10 p8.JJt^
TIME 9 {SzE /[
DSEARCH 1 QUIET aG =6(ec.
n'pJl
SYSTEM W4nn)qBrh
ID 3530 BOARD LENS M"K $.m@t
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 o%lxEd r
WA1 .656 .587 .546.486 .436 A\7sP =
CORDER 3 1 5 qPDRB.K|}
WT1 1 1 1 1 1 @0H0!9'
UNITS MM 751Q i
END Q8l vwip
FR' Nzi $
GOALS UHfE.mTjM
ELEMENTS 8 `]19}GK~xo
FNUM 【Fno】 "#8^":,4
BACK 0 0 +B +cN[d
STOP MIDDLE jc>B^mq x
STOP FREE rB( Q)N
RSTART 100 60 200400 8>vNa
THSTART 6 6=Q6J
ASTART 6 bqF?!t<B
RT 0.75 U m`KmM3
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 3ErV" R4"$
FWT 1 1 1 1 1 2|RxowXZ"
NPASS 50 Eoo[H2=^H
ANNEAL 200 20 Q q]!FFi{w;
COLORS 3 5mudww`
SNAPSHOT 10 0$y HO2 f
QUICK 50 50 K!>3`[:I"
END $j(4FyH\
fyx Q{J
SPECIAL AANT rfgsas{F
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 8"ZcK xDk
LLL 6 1 1 A BACK ,@N.v?p>
LUL 35 1 1 A TOTL ~Lu,jLKL=[
XWz~ *@ci
END /d }5R@Oy
GO I%j]p Y4
TIME qM^y@B2MO
======================================== 0,__{? !
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° V j)"?|V
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 O7&OCo|b%>
【Fno】=3 @ K2N cb7
0U.Ld:
将上述变量填入数字即可。 [P)](8nR[
下面总结几种视场角的表示方法 [ >j.x 2=
情形一、工作距离为无穷远角度表示，常用于鱼眼镜头、短焦镜头、望远物镜 <x$f D37
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 `C6,**`R$k
[c=![ *}/
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 IL*MB;0>
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 >Bm>/%2
lL'K1%{+
\
情形三、广角镜头专用 qX[C%
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 `\BBdQ#bH
AMK3I`=8WO
情形四、 hNp.%XnnZ
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 c Ct5m
HE2t0sAYX
笔者比较习惯用情形一和情形三。DSEARCH的技巧就是根据项目指标参数，选择合适的视场表示方式，修改代码参数。关闭98开关，通过试跑，不断的调整参数和权重，特别以下几个： *Hh*!ePp
1 ELEMENTS 原件数量 D9r ;Ys%
2 RSTART 半径初始值 r9-)+R
J
3 THSTART diw5h};W
4 ASTART T?-K}PUcQ
5 SPECIAL AANT qNkX:|j
"KY]2v.
对于DSEARCH尽可能的减少约束，让系统充分发挥潜力，寻找可能的架构。众里寻他千百度。蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。有时候呢，近在咫尺，却遥不可及。目前的DSEARCH适用于定焦光学系统，创造具有一定潜力的初始结构，在经过后期的优化，逐渐逼近最终解。尤其对于远心光学类型有着无与伦比的实用性，因为远心镜头总长口径一般要求不高，Fno数值又大，通过DSEARCH，可以比较轻松的找到合适的结构，再稍微优化即可满足要求。而ZSEARCH，适用于变焦光学系统，同理为光学设计师提供了初始解，显而易见对于变焦远心镜头有着高效性。 B=%YD"FAv
b0/[+OY
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： :{xu_"nYr
1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌，操作系统（W7 W8 W10 W11） 64位。 g-+/zEOUS
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-<S13
2 运行使用现象 !6s]p%{V
笔者软件运行环境说明 WMoRosL74
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 t 9.iWIr
处理器：i7-7700HQ CPU & #]||T-
内存：8.00 GB
ck`$ `
J \I`#
存在现象：使用PAD 命令打开Layout显示图，无法完整显示窗口，最小化、最大化、关闭按钮不可见，无法将其关闭。 &G+:t)|S
[attachment=113101] JCITIjD7=
解决方案：重启软件 1a},(ZcdX
f hQ N;7
3 功能上，期望Dsearch可以多出一些模式，满足实际不同镜头类型需求。 ??P> HVx
模式一：DN镜头类型，波长为多重结构的日夜两用镜头DSEARCH，属性可以设置为。 LFQP ys C
[attachment=113102] }GG H:v
8 A #\V
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 As#/ln$nE
[attachment=113103] 8 GT{vW9
4wwRNu*
模式三：针对紫外光学级镜头搜索的 Dsearch。由实际设计经验可知，紫外光学系统主要由两种材料构成，正好和计算机的0 和 1相似。材料的选择只有两种可能，在配合不同半径 TC AC的初始解。通过设定光学系统的片数，程序可以把所有排列组合穷尽，找到满足光学指标的可能解，极大的降低了紫外光学镜头设计难度。
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