如何使用DSEARCH?設計廣角鏡頭。 如果在DSEARCH   文件的SYSTEM部分中輸入廣角的規格，則很可能沒有任何可以實現的初始結構，原因很簡單，光線無法通過。 DSEARCH可以糾正某些光線故障，但通常無法優化此類系統。

在這種情況下，有一個相當簡單的方法可以很好地實現：首先畫出一個前端，將光束轉換成一個角度較小的光束，然后從那里開始，用USE CURRENT聲明該部分。下面是一個例子：

我們想設計一個半視場角為92.4度的鏡頭， F / 2.0。 我們將使用塑膠制作非球面透鏡。 首先，我們必須創建一個可追跡的前端。

我們從一個含兩個鏡片組的簡單系統開始，并指定用于廣角的物體類型OBD，并在5上聲明一個近軸光闌。我們從一個中等角度開始，比如50度，然后，使用WorkSheet?滑塊，給元件一些負的光焦度，并將它們向右彎曲。 當看起來效果很好時，增加OBD視場角，以這種方式繼續，直到我們達到所需的92.4度角。 這是前端部分：

    RLE
    ID WIDE-ANGLE DESEARCH
    WL .6562700 .5875600 .4861300
     APS               5
     UNITS MM
     OBD  1.00000E+09   92.4 0.2887  -11.0345861 0 0 0.2887

       0 AIR
    0	CV  1.0000000000000E-09 AIR
    1	CV      0.0356159993000   TH      2.50000000
    1	GLM      1.50000000             55.00000000
    2	CV      0.1318873610000   TH      2.99808431 AIR
    3	CV      0.1145140002814   TH      1.00000000
    3	GLM      1.50000000             55.00000000
    4	CV      0.4600712360000   TH      4.00383115 AIR    5 CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR
    END

光束以92.4度進入并以合理的角度出射。 現在創建DSEARCH輸入MACro。

    CORE 16
    DSEARCH 2 QUIET
    USE CURRENT 5 ALL

    GOALS
    ELEMENTS 5
    FNUM 2 1
    BACK 10 SET
    STOP MIDDLE
    STOP FREE
    ASPH Q
    ASPHERIC 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
    FOV .2 .4 .6 .8 1
    DELAY OFF
    NGRID 6
    SNAP 10
    PLASTIC 5 7 9 11 13
    !QUICK 30 40
    ANNEAL 50 10 Q
    NPASS 50
    END
    SPECIAL AANT
    ACC 10 1 1
    ACA 70 1 10
    LUL 90 .1 1 A TOTL
    END

    GO

在此案例中，我們使用SET指令指定10 mm的后焦距，。 DSEARCH允許您以三種方式控制該距離：如果您只是給出一個距離，例如BACK 10，程序會在末尾添加YMT求解并在AANT文件中包含一個目標來控制值。 如果添加權重因子（例如BACK 10 100），則將該權重應用于目標。 第三種方法是請求精確值，在這種情況下使用BACK 10 SET。 現在，程序將簡單地將后焦距設置為輸入值，在這種情況下為10，并且不會添加YMT求解。 對于較復雜的設計，這通常是一個很好的選擇，特別是當其他選項返回帶有虛像的系統時。

要求最大元件厚度為10毫米，總長度小于90毫米，以保持合理。 此外，我們將光線入射到透鏡表面的夾角限制在70度內。 否則，對于像這樣的大角度，可以在全視場獲得掠入射光線，由于膜層問題，這是不切實際的。

請注意，在這種情況下我們不使用QUICK選項。

最后一點：我們在上面的輸入中給出了FNUM請求的權重。 如果我們不這樣做，程序將通過UMC求解來控制F /number，并且得到的曲率可能非常大以至于沒有光線通過。 同樣，對于這樣復雜的設計，我們必須引導一些事情。 通過在FNUM線上添加權重，程序將最后一個面的曲率視為變量，并控制AANT文件中的F /number，而不是曲率求解。

好的，我們的輸入已準備就緒，因此我們運行此DSEARCH    文件。 大約兩分鐘后我們看到了結果：

DSEARCH發現了10種最佳設計，其中大多數非常好。

現在需要進一步改進設計。 運行DSEARCH產生的優化MACro，鏡頭的性能變化很小。

現在必須檢查視場的像質。 在PAD中，單擊PAD工具欄中的“掃描”按鈕  ，然后觀察到靠近曲面10的光闌在所有視場中都沒有很好地填充。在這個廣泛的區域和近軸光瞳的系統中你能期望什么？我們必須控制它

    APS -10

由于我們改變了YP0的數量，目前鏡頭只有一個不明顯的光瞳。這使我們接近光闌真正的結果，但是現在我們必須把它放在那里。在WS編輯窗格中，我們輸入APS -10 來在表面10上放置一個真正的光闌。然后我們從PANT文件中刪除變量VY 0 YP1，優化并模擬退火。

讓我們將玻璃模型替換成真實的材料。 打開MRG對話框，選擇U目錄（僅匹配塑膠材料），QUIET，SORT，然后單擊OK。 鏡頭材料現在是真正的塑膠材料。

圖5.是真正塑膠材料的鏡頭取代了最后五個透鏡的玻璃材料。

將繼續優化鏡頭，不希望的塑料材料被更換成其它的玻璃材料，因此我們從PANT文件中刪除所有VY sn GLM行并用VLIST GLM ALL替換它們

這只會改變第一和第二個鏡片的當前玻璃模型的材料。 再次優化和模擬退火。

再次運行MRG，這次選擇Ohara目錄。 該程序現在匹配前兩個元件，即玻璃，而不是塑膠。 設計與以前一樣好，如圖6所示。（L41L1）

圖6所示.所有真實材料的鏡頭。

讓我們來看看視場上的衍射圖像。 轉到MPF對話框，選擇“Show visual appearance ”，然后單擊“Execute”。 結果，在圖8中，在整個視場上幾乎是完美的。

圖8.視場上的衍射PSF。

對于那些可能想要進一步評估此鏡頭的人，RLE文件如下。 您可以復制這些命令行并將其粘貼到EE編輯器中。

    ID WIDE-ANGLE DESEARCH 549
    ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000000001111 15
    WL .6562700 .5875600 .4861300
    APS -10
    UNITS MM
    OBD 1.00000E+09 92.40000153 0.2887 -15.8713919 0 0 0.2887
    0 AIR
    0 CV 1.0000000000000E-09 AIR
    1 CV 0.0260937958778 TH 1.00000000
    1 N1 1.81072491 N2 1.81597447 N3 1.82822278
    1 CTE 0.630000E-05
    1 GTB O 'S-LAH59 '
    2 CV 0.1062185691313 TH 8.73634084 AIR
    3 CV -0.0381411162195 TH 5.91174196
    3 N1 1.82896003 N2 1.83478459 N3 1.84849295
    3 CTE 0.620000E-05
    3 GTB O 'S-LAH55V '
    4 CV 0.0660034452801 TH 16.85831989 AIR
    5 RAD -138.0968858112222 TH 4.37718093
    5 CC 100.00000000
    7
    5 N1 1.64225416 N2 1.65063034 N3 1.67223994
    5 CTE 0.630000E-04
    5 GTB U 'OKP4RX50 '
    5 DC1 0.00000000E+00 7.30200857E-05 1.48416975E-07 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    5 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    5 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    5 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    5 PLASTIC
    6 RAD -21.0605738757054 TH 44.03095789 AIR
    6 CC -4.75816695
    6 DC1 0.00000000E+00-6.94211792E-06 3.43604999E-07 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    6 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    6 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    6 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    7 RAD -111.0507956868741 TH 1.67384895
    7 CC -100.00000000
    7 N1 1.64225416 N2 1.65063034 N3 1.67223994
    7 CTE 0.630000E-04
    7 GTB U 'OKP4RX50 '
    7 DC1 0.00000000E+00-1.94604199E-03 5.49833735E-05 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    7 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    7 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    7 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    7 PLASTIC
    8 RAD 6.7304260208507 TH 1.00000000 AIR
    8 CC -0.58536337
    8 DC1 0.00000000E+00-2.59873419E-03 9.92318034E-05 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    8 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    8 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    8 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    9 RAD 9.7697110081571 TH 1.75562117
    9 CC -3.39966178
    9 N1 1.50724931 N2 1.50995136 N3 1.51625020
    9 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
    9 CTE 0.900000E-04
    9 GTB U 'ZEON330R '
    9 DC1 0.00000000E+00-9.94688980E-04 1.07499451E-04 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    9 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    9 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    9 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    9 PLASTIC
    10 RAD -8.8072667951121 TH 1.00000000 AIR
    10 CC -4.25736209
    10 DC1 0.00000000E+00 5.98624949E-04 5.28052568E-05 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    10 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    10 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    10 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    11 RAD 23.2403610905735 TH 1.72858896
    11 CC 1.69037601
    11 N1 1.50724931 N2 1.50995136 N3 1.51625020
    11 DNDT -1.100E-04 -1.100E-04 -1.100E-04 4.30000E-01 5.80000E-01 7.80000E-01
    11 CTE 0.900000E-04
    11 GTB U 'ZEON330R '
    11 DC1 0.00000000E+00 2.10417649E-03-3.35758216E-05 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    11 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    11 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    11 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    11 PLASTIC
    12 RAD -11.1049150737322 TH 1.00000000 AIR
    12 CC -0.19799751
    12 DC1 0.00000000E+00-2.14632707E-04 1.93285361E-05 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    12 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    12 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    12 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    13 RAD -10.1118316301289 TH 1.00000000
    13 CC -0.64163783
    13 N1 1.64225416 N2 1.65063034 N3 1.67223994
    8
    13 CTE 0.630000E-04
    13 GTB U 'OKP4RX50 '
    13 DC1 0.00000000E+00-1.84686149E-03 6.79336881E-05 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    13 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    13 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    13 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    13 PLASTIC
    14 RAD -9.0418834379157 TH 10.00000000 AIR
    14 CC -0.05459002
    14 DC1 0.00000000E+00-9.65748548E-04 5.96199181E-05 0.00000000E+00 0.00000000E+00
    14 DC2 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    14 DC3 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    14 DC4 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
    15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
    END

在本練習中我們沒有使用曲率或厚度求解，因為超廣角鏡頭的常見問題是試圖避免光線追跡失敗。 雖然使用解在數學上具有完美的意義，但它們可能會導致這種鏡頭出現問題。 此外，在設計基本完成之前，我們沒有使用真正的光瞳。 真實光瞳搜索功能是強大的但不可靠，并且利用這種大角度光線和非球面系數，很容易沒有解。 所有這些都可以通過使用無瞳設計來避免，直到設計形狀良好后再確定光瞳。

除了DSEARCH返回的最佳鏡頭之外，您還可以嘗試其他方案。

來自武漢墨光微信公眾號