| 小火龙果 |
2022-06-22 14:44 |
SYNOPSYS 有奖征文来稿 四
SYNOPSYS 如影相随 b\giJ1NJB
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： mU@xc N
1 专利 ； 5)M 2r!\
2 期刊论文 ； !re1EL
3 教材； *_"u)<J
4 数据库，如 软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW； 8r^ ~0nm
5 光学论坛； +EkW>$
6 积累，经验总结； /oL8;:m
7 PW法； Jh y(x1%
8 组合法； x=*L-
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： ; ^ 3$kF
78]gt J
[attachment=113100] ;Z 9IZ~
<n^3uXzD
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。 $Q/Ya@o
fu]N""~
DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例 N wtg%;
======================================== _u5 dC
!3530BM CCD ; `UecLb#
OFF 98 62\&RRB
i
CORE 10 /;oqf4MF
TIME z<&m*0WYA
DSEARCH 1 QUIET W)4QOS &
A 5nO=
SYSTEM F,T~\gO5,
ID 3530 BOARD LENS Cq\I''~8
OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 ?KP}#>Ba@
WA1 .656 .587 .546.486 .436 f /y`
CORDER 3 1 5 NXU`wnVJ
WT1 1 1 1 1 1 d,9`<1{ 9
UNITS MM _0(7GE 13p
END Gw LFL.Ke
=SBBvnPLI
GOALS ]'h; {;ug
ELEMENTS 8 fn}UBzED\
FNUM 【Fno】 s9j7Psd
BACK 0 0 *>."V5{;S
STOP MIDDLE zoZH[a`H
STOP FREE 2UadV_s+s
RSTART 100 60 200400 *#&*`iJ(
THSTART 6 AK-}V4C/A
ASTART 6 L?RF;jf
RT 0.75 SEd5)0X^
FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1 6`\ ya@
FWT 1 1 1 1 1 2]WE({P
NPASS 50 uf' 4 '
ANNEAL 200 20 Q 1*Ar{:+ua
COLORS 3 0KvVw rWJ
SNAPSHOT 10 thW<
QUICK 50 50 ;[$n=VX`
END '& yeQ
HeA{3s
SPECIAL AANT I021p5h|
LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1 n(vDytrj;
LLL 6 1 1 A BACK \2kPq>hu
LUL 35 1 1 A TOTL RBGX_v?
ZafboqsDL
END I+;-p ]~
GO R,_d1^|*w
TIME w4:\N U
======================================== jC, FG'P
【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5° p>*i$
【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833 *}! MOqP
【Fno】=3 Qt+:4{He
e@]Wh)
将上述变量填入数字即可。 :Vuf6,
下面总结几种视场角的表示方法 -J0WUN$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 KL ?) akk
采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】 {}Ejt:rKN
U 4,2 br>
情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜 A74920X`W
采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 D'[Uc6
Ufid%T'
情形三、广角镜头专用 O #kq^C}
OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】 6Y38 4
e}{U7xQm1
情形四、 8E^@yZo{
OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】 *cv}*D
=XY] x
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： d/,E2i{I7
1 ELEMENTS 原件数量 k(s;,B\
2 RSTART 半径初始值 ^ 4hO8
3 THSTART k|E]YvnfG
4 ASTART |M~ON=
5 SPECIAL AANT 2#5,MP ~r
xytr2V ]aV
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。 =y]$0nh
" Ar*QJ0]
对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许： g!J0L7 i|
1 期望官方可以出一个SYNOPSYS TM 操作系统运行环境测试对比测试推荐。主要针对电脑品牌，操作系统（W7 W8 W10 W11） 64位。 P= 8>c'Q
0@=MOGQb
2 运行使用现象 N2,D:m \
笔者软件运行环境说明 =U-r*sGLN
操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版 oQ2KW..q
处理器：i7-7700HQ CPU u5E]t9~Pq
内存：8.00 GB 9I Zu$-
,/Cq
v
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。 xi'>m IT
[attachment=113101] )NW6?Pu"
解决方案：重启软件 +Ov2`O8?
C 2F0tr|
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。 5z/Er".P
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。 NucM+r1P
[attachment=113102] rAqxTdF
lPP,`
模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构 7v"lNP-?jU
[attachment=113103] }iN2KeLAF
/.Jb0h[W1
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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