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有奖征文来稿四

SYNOPSYS 如影相随

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：

1 专利；

2 期刊论文；

3 教材；

4 数据库，如软件自带库、ZEBASE、LENSVIEW；

5 光学论坛；

6 积累，经验总结；

7 PW法；

8 组合法；

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：

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。

DSEARCH 【code】以焦距35mm Fno3.0 WD=infinity CCD 1/2” 扳机镜头为例

========================================

!3530BM CCD

OFF 98

CORE 10

TIME

DSEARCH 1 QUIET

SYSTEM

ID 3530 BOARD LENS

OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】

WA1 .656 .587 .546.486 .436

CORDER 3 1 5

WT1 1 1 1 1 1

UNITS MM

END

GOALS

ELEMENTS 8

FNUM 【Fno】

BACK 0 0

STOP MIDDLE

STOP FREE

RSTART 100 60 200400

THSTART 6

ASTART 6

RT 0.75

FOV 0.0 0.5 0.7070.85 1

FWT 1 1 1 1 1

NPASS 50

ANNEAL 200 20 Q

COLORS 3

SNAPSHOT 10

QUICK 50 50

END

SPECIAL AANT

LLL 0.01 0.1 0.01A CV 1

LLL 6 1 1 A BACK

LUL 35 1 1 A TOTL

END

GO

TIME

========================================

【HFOV】=atan(y’/f)=atan(4/35)=6.5°

【SemiDiameter】=f’/(2*Fno)=35/(2*3)=5.833

【Fno】=3

将上述变量填入数字即可。

下面总结几种视场角的表示方法

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

采用OBB 0 【HFOV】【SemiDiameter】

情形二、工作距离为有限距，常用于机器视觉、远心镜头、目镜

采用 OBA 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】

情形三、广角镜头专用

OBD 【WD】【HFOV】【SemiDiameter】

情形四、

OBC 【WD】【Object Height】【SemiDiameter】

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：

1 ELEMENTS 原件数量

2 RSTART 半径初始值

3 THSTART

4 ASTART

5 SPECIAL AANT

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。

对SYNOPSYS™ 设计软件的建议及期许：

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。

2 运行使用现象

笔者软件运行环境说明

操作系统：64 位操作系统Windows 10 专业版

处理器：i7-7700HQ CPU

内存：8.00 GB

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。

解决方案：重启软件

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。

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。

模式二：典型应用于单反镜头类型，不同物距的多重结构

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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