在第14課中，我們設(shè)計了一個7個透鏡的鏡頭，從平面平行表面開始，并且程序符合設(shè)計，使用ARGLASS功能自動編目鏡玻璃類型。但假設(shè)您有一個真正的應(yīng)用程序并希望進一步開發(fā)它。本課程將介紹一些適合的其他程序。為了使它成為真正的“真實世界”課程，我們將展示設(shè)計師如何遵循各種線索以獲得解決方案，以及為何不是所有線索都能帶來成功，這一點也很重要：看看有時一個人徘徊在盲道中是有益的。當(dāng)你自己作為鏡片設(shè)計師的提升技能時，你會遇到很多麻煩，但不應(yīng)該氣餒，因為它發(fā)生在我們所有人身上。堅持不懈，通�？梢哉业匠晒Φ脑O(shè)計。
我們將以兩種方式完成本課程;首先在DSEARCH的幫助下使用其他許多工具。然后，在第17課中，我們展示了另一種實際上更快更容易的方法。您應(yīng)該了解這兩種方法中使用的所有工具。
我們將首先使用DSEARCH找到一個好的起點。這是輸入：
CORE 16
DSEARCH 6 QUIET
SYSTEM
ID DSEARCH SAMPLE
OBB 0 20 12.7
WAVL 0.6563 0.5876 0.4861
UNITS MM
END
GOALS
ELEMENTS 7
FNUM 3.575
BACK 50 .01
STOP MIDDLE
STOP FREE
RT 0.5
FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0
FWT 5.0 3.0 3
DELAY 999
RSTART 900
THSTART 7
ASTART 15
NPASS 66
ANNEAL 200 20 Q
COLORS 3
SNAPSHOT 10
QUICK 44 66
END
SPECIAL PANT
END
SPECIAL AANT
LUL 150 1 1 A TOTL
END
GO
我們運行這個，并且返回的最佳鏡頭非常好。 我們使用文件DSEARCH_OPT進行優(yōu)化和退火，該文件位于新的編輯器窗口中。
假設(shè)我們希望鏡頭在從一米到無限遠(yuǎn)的物距范圍內(nèi)工作。 有兩種方法可以實現(xiàn)這一要求：使用多重結(jié)構(gòu)，這非常靈活但復(fù)雜，或者通過聲明這是一個物體距離變焦的變焦鏡頭。 第二種方法在這里更好，因為它更簡單，做我們想要的，我們可以非常容易地檢查中間物體距離。 我們必須將此鏡頭設(shè)置為ZFILE變焦鏡頭。
CHG
APS 3 ! declare surface 3 the stop聲明表面3為光闌
15 CAO 32 ! fix the CAO on the image (so FFIELD works) 修復(fù)圖像上的CAO（所以FFIELD工作）
FFIELD ! adjust the object height so the image fills the CAO there調(diào)整對象高度，使圖像填充CAO
14 YMT ! assign a paraxial focus solve to surface 14為表面14指定近軸焦點求解
ZFILE 1 ! start of the ZFILE section ZFILE部分的開頭
14 14 ! there is one zooming group, the last thickness有一個縮放組，最后一個厚度
ZOOM 2 ! ZOOM 1 is default; ZOOM 2 gets OBA object on the next line ZOOM 1是默認(rèn)值; ZOOM 2在下一行獲取OBA對象
OBA 1000 -366.554 12.7 ! the object description at this zoom此縮放時的對象描述
END ! end of changes變化結(jié)束
這里我們將表面3聲明為光闌，因此所有變焦都使用相同的位置，在圖像上設(shè)置硬孔徑以使FFIELD指令具有目標(biāo)，將厚度求解為14，以便所有變焦自動重新聚焦，并聲明單個縮放組， 然后我們定義ZOOM 2在1000 mm距離處的物距，YPP0為負(fù)，因為ZOOM 1中的值也是負(fù)的，并且它們必須具有相同的符號。
運行此MACro，鏡頭變?yōu)樽兘圭R頭，在這種情況下只有一個空氣間隔變焦。 現(xiàn)在，您在顯示器右側(cè)看到一個新工具欄。 ZOOM 2中的圖像是什么樣的？ 如果單擊按鈕1和2，則會在該縮放設(shè)置下看到鏡頭。 這是縮放2：
太可怕了！ 我們必須在兩個共軛處校正圖像。 這是我們的MACro：
AWT: 0.5
PANT ! Define variables. 定義變量
CUL 1.9 ! Set upper limit of 1.9 on index variables. 在折射率變量上設(shè)置上限1.9
FUL 1.9
!VY 1 YP1 ! Don’t vary YP1; it is not compatible with the real pupil declaration
VY 1 YP1！ 不要改變YP1; 它是不是真正的光瞳聲明兼容
VLIST RAD ALL ! Varies all radii that are not flat. 改變所有不平坦的半徑
VLIST TH ALL ! varies all thicknesses and airspaces except for the
! back focus, thickness 14, which has a solve in effect改變所有厚度和空氣間隔的所有半徑，除了后焦距，厚度14，使其有效解決
VLIST GLM ALL
END
AANT ! Start of merit function definition. 開始評價函數(shù)定義
AEC ! Activate automatic edge-feathering monitor激活自動邊緣羽化監(jiān)視器
ACC ! and maximum center thickness monitor. 和最大中心厚度監(jiān)視器
ADT 6 .1 10 ! Keep diameter/thickness ratio 6 or more
M 33 2 A GIHT ! Comment this out, since the FFIELD will control scale保持直徑/厚度比6或更多注釋，因為FFIELD將控制比例
LUL 150 1 1 A TOTL
M 50 .1 A BACK ! Since the back focus will vary, keep it reasonable
由于后焦距會有所不同，因此請保持合理
M 90.61 1 A FOCL ! Add this requirement so the focal length doesn’t change
添加此要求，以便焦距不會改變
GSR AWT 10 5 M 0 ! Note how weights are assigned to the several field points, ! and the symbol AWT controls the aperture weighting.
注意如何將權(quán)重分配給多個視場，符號AWT控制孔徑加權(quán)。
GNR AWT 5.5 4 M .5 ! This creates a ray grid at the ½ field point 這會在½視場點處創(chuàng)建光線網(wǎng)格
GNR AWT 5.5 4 M .7 ! These for the 0.7 field point這些為0.7視場
GNR AWT 3 4 M 1 ! Full field gets the lowest weight. 全場獲得最低權(quán)重
ZOOM 2 ! Targets for zoom 2 (with the object at one meter) 縮放2的目標(biāo)（物體在一米處）
GSR AWT 10 5 M 0 ! Note how weights are assigned to field points. 請注意如何將權(quán)重分配給字段點
GNR AWT 5.5 4 M .5 ! This creates a ray grid at the ½ field point這會在½視場處創(chuàng)建光線網(wǎng)格
GNR AWT 5.5 4 M .7 ! These for the 0.7 field point這些為0.7視場
GNR AWT 3 4 M 1 END ! Full field gets the lowest weight. 全場獲得最低權(quán)重
SNAP
SYNO 50
運行此并退火，鏡頭變得好了一些但仍然不是很好，在變焦范圍的兩端有大約相等和相反的誤差。
一些細(xì)微之處值得一提：GLM ALL變量將改變目前鏡片中的所有玻璃模型，這意味著所有元件，因為DSEARCH使用玻璃模型，除非另有說明。 我們必須控制焦距，因為物體厚度將不斷調(diào)整，因此圖像CAO在全場填充。
這比之前的變焦2要好，但仍然有分辨率的損失。 該怎么辦？ 我們需要更多變量。 我們應(yīng)該添加什么？
解決這樣的案例的經(jīng)典工具是STRAIN計算。 該想法是，具有最大應(yīng)變的表面貢獻(xiàn)了大部分低階像差，并且在那里分裂元件可能會重新產(chǎn)生這種應(yīng)變。
實際上，元件3具有最大的應(yīng)變。 現(xiàn)在我們可以做以下兩件事之一：我們可以拆分該元件并重新優(yōu)化，或者我們可以使用不同的工具來找出添加元件的最佳位置。 我們將嘗試兩種方式。 首先，讓我們保存這個版本，所以如果事情沒有成功我們可以回去。
輸入STORE 1。
然后轉(zhuǎn)到工作表（鍵入WS，或單擊按鈕
，然后單擊按鈕
，可以通過單擊該元件內(nèi)軸上的PAD顯示來拆分元件。單擊曲面5和6之間，拆分元件。 你的鏡頭現(xiàn)在看起來像這樣：
當(dāng)程序拆分（或添加）一個元件時，它會分配一個折射率拾取，因為此時它沒有其他折射率數(shù)據(jù)。 在WS中，通過鍵入將曲面7上的折射率拾取更改為玻璃模型
7 GLM
在編輯窗格中，單擊“更新”。 這改變?yōu)榫哂信c之前類似屬性的模型玻璃。
制作一個新的檢查點，關(guān)閉WS，再次運行優(yōu)化，我們發(fā)現(xiàn)鏡頭略有改善。 MF現(xiàn)在是2.53。 這是鏡頭設(shè)計長期以來使用經(jīng)典工具的方式，這是一個緩慢而艱巨的過程。 但今天我們有更好的工具。 在拆分元件之前返回版本：
GET 1
然后在PANT文件之前添加一行：
AEI 2 1 14 0 0 0 10 2
這將運行自動元件插入工具（AEI）。 現(xiàn)在程序?qū)⑺阉鞑迦胄略淖罴盐恢谩?運行這個，鏡頭變得越好。 注釋掉AEI線并再次運行MACro，然后退火。 結(jié)果如下：
RLE
ID DSEARCH SAMPLE 180
ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000001001111 79 WAVL .6563000 .5876000 .4861000
APS 5
FFIELD
UNITS MM
OBB 0.000000 19.41264 12.70000 -11.00540 0.00000 0.00000 12.70000 0 AIR
1 RAD 53.9413943790523 TH 4.77883929
1 GLM 1.90000000 37.62897436
2 RAD 256.2741391536815 TH 10.43791469 AIR
3 RAD -240.8321927995665 TH 2.68192838
3 GLM 1.55017293 45.90619514
4 RAD 33.0833886630087 TH 8.23819322 AIR
5 RAD 348.1550734974948 TH 24.04523087
5 GLM 1.90000000 37.62897436
6 RAD -53.2450361188082 TH 3.59481775 AIR
7 RAD -41.0817136624587 TH 25.48983049
7 GLM 1.90000000 22.54554176
8 RAD 186.3645272710029 TH 3.44409527 AIR
9 RAD -336.9999206364553 TH 6.07694173
9 GLM 1.50000000 73.64948718
10 RAD -57.1787045766177 TH 1.00000000 AIR
11 RAD 95.1542848378137 TH 16.98321961
11 GLM 1.50000000 73.64948718
12 RAD -57.2632094152352 TH 1.00000000 AIR
13 RAD 108.6802069087533 TH 12.49861869
13 GLM 1.77103153 26.03009105
14 RAD -94.5597002836689 TH 3.05982907 AIR
15 RAD -66.0716087885051 TH 4.69827793
15 GLM 1.57603254 40.99972364 16 RAD 53.2894699282010 TH 50.43814444 AIR
16 CV 0.01876543
16 UMC -0.13986014
16 TH 50.43814444
16 YMT 0.00000000
17 CAO 32.00000000 0.00000000 0.00000000 17 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
ZFILE 1
CAM RANK 2
CAM EXPONENT 1.00000
16 16
ZOOM 2
OBA 1000.00000 -366.554000 12.7000 0.0000 0.00000000 0.0000 12.7000
ZDATA 0.0000000E+00
END
程序在表面3插入了一個新元件！評價函數(shù)從2.55降至1.92。這里有一個教訓(xùn)：該程序可以找出如何更好地改善鏡頭（除非你非常有天賦）。因此，最好讓AEI這樣做，而不是嘗試看起來有意義的事情。這些東西有時會起作用，但AEI更好。
在這里你可以看到更大的改進，MTF也更好，你可以自己檢查一下。 現(xiàn)在我們有一個鏡頭可以很好地校正無限共軛。 但是中間距離呢？ 如果我們制造鏡頭卻發(fā)現(xiàn)在中間距離，事情變得非常糟糕，這將是一個粗魯?shù)囊馔狻?我們要檢查一下。 這是我們選擇在此作業(yè)中使用ZFILE縮放功能的原因之一。 我們可以輕松掃描變焦范圍并發(fā)現(xiàn)可能需要注意的任何點。 單擊縮放選擇欄底部的按鈕
：這將打開一個有趣的縮放滑塊。
將滑塊慢慢滑到右端，觀察PAD顯示（或單擊SCAN按鈕）。圖像平面從無限遠(yuǎn)焦點緩慢向后移動到一米焦點位置。好消息是，圖像質(zhì)量在整個范圍內(nèi)幾乎沒有變化，實際上在中間附近變得更好。 （如果已更改，我們可以使用CAM命令創(chuàng)建一個中間焦點位置，總共三個縮放，然后在AANT文件中為ZOOM 3位置添加更多目標(biāo)。）您可以創(chuàng)建和定位最多20個縮放，然后您將了解是否鍵入HELP CAM以閱讀該功能 。
因此，我們已經(jīng)制作了一個在整個聚焦范圍內(nèi)都能很好地工作的鏡頭。當(dāng)然我們還沒有完成�，F(xiàn)在我們需要再次分配真實玻璃，增加一些元件的厚度，刪除那些厚度變量并重新優(yōu)化是個好主意。但是等一下，上圖中顯示的第五個元件困擾著我們，它在做什么？再次使用STRAIN命令，您會發(fā)現(xiàn)該元件的光焦度或應(yīng)變非常小，這表明我們可以完全刪除它。我們得試試！刪除AEI指令并將其替換為
AED 5 QUIET 1 15
并再次運行它 - 哇！ 程序說第九個元件可以刪除！ 允許它執(zhí)行此操作，然后注釋掉AED指令并進行更多優(yōu)化。 評價函數(shù)達(dá)到2.36 - 不像以前那么好，但也許足夠好。 我們已經(jīng)淘汰了一個元件。 了解AED如何做出比你更好的決定了嗎？
RLE
ID DSEARCH SAMPLE 180
ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000001001111 79 WAVL .6563000 .5876000 .4861000
APS 5
FFIELD
UNITS MM
OBB 0.000000 19.41264 12.70000 -12.09057 0.00000 0.00000 12.70000 0 AIR
1 RAD 62.8507824648534 TH 4.25802685
1 GLM 1.90000000 37.62897436
2 RAD 242.2383021934368 TH 17.94509182 AIR
3 RAD -155.4943420012135 TH 4.72649410
3 GLM 1.58912358 39.02768391
4 RAD 40.3386502191948 TH 1.70305774 AIR
5 RAD 150.7944944757465 TH 25.55442186
5 GLM 1.90000000 37.62897436
6 RAD -38.9019256687224 TH 1.52918359 AIR
7 RAD -31.8151154746487 TH 16.13215543
7 GLM 1.90000000 22.54554176
8 RAD 266.4763779948293 TH 4.58032011 AIR
9 RAD 115.8259371432369 TH 13.04257100
9 GLM 1.60192516 64.47099564
10 RAD -44.3260121545059 TH 1.00000000 AIR
11 RAD 98.4143150696891 TH 8.84868435
11 GLM 1.85436291 26.23363793
12 RAD -92.1050493948654 TH 3.59579710 AIR
13 RAD -56.7923447824885 TH 2.56577649
13 GLM 1.56906517 42.17387992 14 RAD 56.3037237015490 TH 50.14291804 AIR
14 CV 0.01776081
14 UMC -0.13986014
14 TH 50.14291804
14 YMT 0.00000000
15 CAO 32.00000000 0.00000000 0.00000000 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR ZFILE 1
CAM RANK 2
CAM EXPONENT 1.00000
14 14
ZOOM 2
OBA 1000.00000 -366.554000 12.7000 0.0000 0.00000000 0.0000 12.7000
ZDATA 0.0000000E+00
END
這就是它的完成方式：弄清楚出了什么問題，并使用SYNOPSYS中的工具來修復(fù)它。 有時它很快，有時不會。 這就是鏡頭設(shè)計的全部內(nèi)容，盲區(qū)和一切。
但這對本課來說可能已經(jīng)足夠了。
哦，我們差點忘了：為什么我們輸入縮放組的曲面編號（14），因為YMT求解無論如何都會覆蓋它？ 那么，該程序需要一個組定義，否則它將無法工作。 如果您將這些數(shù)據(jù)留給真正的變焦鏡頭，那就是為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。
我們將在第17課中重新討論這個問題，并展示如何有效地應(yīng)用其他工具和節(jié)省一些時間。
