課程十八：什么是好光瞳？
鏡頭設計師已經(jīng)知道兩種常見的光瞳定義：一種是簡單結構或者光闌位于系統(tǒng)的最前方。對于更復雜的系統(tǒng)，“光線瞄準”，用于模擬光闌在系統(tǒng)內部的情況。
鏡頭通常在系統(tǒng)內部有一個“光闌”，如下例所示（可在X32.RLE中找到）。（對于這張圖片，我們修改了鏡頭以顯示正確的光瞳類型。你看到的是第二種光瞳類型。）
這里是鏡頭文件:
各個視場的光線充滿了表面7的孔徑，這被稱為光闌。當你告訴程序追跡光線時，它首先必須知道瞄準光線的位置，以便知道到達光闌上的位置。例如，HBAR = 1且YEN = 1的光線（全視場邊緣光線）應該在表面7的邊緣處。它是如何知道瞄準目標的？這是光瞳定義的問題。
最常用的兩個定義是近軸和真實光瞳。首先，讓我們看一下使用簡單的近軸光瞳得到的結果
可以使用輸入在鏡頭文件中聲明該光瞳定義
但是你會注意到這個定義有兩個問題：主光線不會穿過表面7的中心，而邊緣光線不會填滿那個表面的孔徑。讓我們依次解決這些問題。首先，我們聲明表面7是一個真正的光闌，用
減號表示這是一個真正的光闌，必須通過迭代找到主光線。這激活了僅針對主光線的光線。
現(xiàn)在主光線還可以，但邊緣光線不行。我們需要另一個命令，它將調整光瞳的大小，以便很好地充滿光闌。這是WAP 2選項（有三種廣角 – 光瞳（WAP），您可以在用戶手冊中閱讀。它通過在光闌的邊緣迭代一些光線來找到入瞳的形狀。但是這個選項需要在光闌表面上設置一個硬性通光口徑，以便于光線瞄準。我們假設當前沒有定義孔徑。您可以執(zhí)行CAP列表 - 查看所有當前孔徑的值 - 然后為表面7指定一個“通光口徑”。該值結果為3.9937，因此我們可以在CHG文件中輸入該值或使用工作表。以下是使用CHG文件的方法：
更簡單的方法是在CHG文件或WorkSheet編輯窗格中鍵入7 CFIX。這可以修復當前值，所以您不需要自己鍵入它�，F(xiàn)在再次使用工作表更改為WAP 2 ...
然后單擊“更新”按鈕。你得到的鏡頭如上圖第一張圖所示�，F(xiàn)在，主光線和邊緣光線都到達了表面7上的正確位置。在這里，我們開啟了光線，總共瞄準了五條光線。到到目前為止，這并不復雜。假設您正在優(yōu)化鏡頭并且表面7上所需的孔徑不斷變化。在這種情況下，我們固定的孔徑值將會出現(xiàn)問題。沒問題。我們指定一個選項，每次更換鏡頭時重新計算該孔徑。這是通過將指令CSTOP添加到鏡頭輸入文件來完成的�，F(xiàn)在程序將改變7上的CAO，因此它總是等于那里的近軸邊緣光線高度。如果鏡頭的光瞳像差太大，以至于真正的軸向邊緣光線需要與近軸光線有不同的孔徑，請將其更改為CSTOP REAL。您甚至可以指定用于定義此孔徑的真實光線，如UM中所述。但是所有這些選擇的意義何在？是不是只是為了更容易的對付那種“光線瞄準”？其它程序是不是也可以？是的，它更容易 - 但速度要慢得多。通常實現(xiàn)時，當這些程序追跡任何類型的像質分析的光線網(wǎng)格時，它們在光闌處創(chuàng)建一個方形網(wǎng)格，然后迭代每條光線，使其通過該網(wǎng)格點。所有迭代都需大量時間。下圖是一個超廣角鏡頭設計的例子。這是鏡頭文件：
光闌位于表面9上，并且由WAP 2選項很好地填充。讓我們看一下表面上的足跡，它顯示來自全視場的光線：
這肯定不是一個均勻的方格！采用“光線瞄準”的那些程序以錯誤的方式分布填充該孔徑，根據(jù)該點處的實際光線密度改變每條光線的有效光焦度。雖然這確實可以產(chǎn)生對像質的正確評估，但人們不得不問為什么在所有光線迭代中花費了這么多時間。相反，SYNOPSYS找到入瞳的大小和形狀，然后用均勻的網(wǎng)格填充它。對于上述鏡頭，表面1上的光瞳如下。
SYNOPSYS中的光瞳選項模擬了此分布的輪廓，因此常規(guī)網(wǎng)格可以按原樣填充它。沒有必要迭代每條光線，因此它更快，并且在光闌處的分布被正確建模。對于這個極端的例子，一個簡單的輪廓并不是很好（但通常它是由橢圓形建模）。在這種情況下，通過在鏡頭文件中聲明RPUPIL可以找到更好的光瞳。現(xiàn)在它以一個包圍該橢圓的矩形開始，并刪除分布在孔徑外的任何光線。這是進入鏡頭時的形狀：
以下是通過的光線：
我們更喜歡使用這種方法，而不是其他代碼中使用的計算比較慢“光線瞄準”。不要忘記查看對話框MPW（菜單，光瞳向導）和MOW（菜單，物面向導），您可以通過復選框和從各種選項中選擇來定義所需的光瞳類型。這兩個對話框都做了很多相同的事情，但它們的原理方式不同; 您可以根據(jù)您的喜好選擇。
光瞳向導：
物面向導：
哪種方式更好？
SYNOPSYS中獨特的光瞳定義提供了一個有趣的可能性 - 這很方便，但需要一些習慣。讓我們說明一下。首先，我們將向您展示一些不符合您期望的光線，然后我們將描述一種簡單的方法來保持正確的光線。取出命名為1.RLE的鏡頭。
在PAD中查看：
此時鏡頭已在表面4上指定了一個近軸孔徑。在PAD中，單擊PAD頂部按鈕，然后選擇繪制單根光線的選項。單擊“確定”，將打開一個小框，您可以使用兩個滑塊選擇要繪制的光線。將頂部滑塊移至全視場（HBAR = 1），將底部移至全孔徑（YEN = 1）。此對象已定義為正角度，這意味著“全視場”光線從軸下方的對象開始。
您可以按預期看到全視場邊緣光線。
現(xiàn)在將頂部滑塊移動到視場的底部（HBAR = -1）。
再來一次，光線進入光瞳的頂部。這是近軸光瞳的基本情況。關閉光線顯示對話框，打開工作表，并將光闌指定更改為APS -4，
在工作表中。請記住，全視場位于負Y坐標處，遠離鏡頭左側�，F(xiàn)在再次打開單光線對話框，再次將其設置為全孔徑和全視場。
“全孔徑”光線現(xiàn)在位于光瞳的底部。為何如此？
簡單，此功能旨在使您可以輕松糾正羽化邊緣，無論您在哪個視場尋找。如上圖所示，如果羽化是一個問題，你可以沿著“上部”邊緣光線（顯示的光線）進行校正�，F(xiàn)在轉到較低的視場，HBAR = -1。
要糾正的光線仍然是上邊緣光線！程序根據(jù)您要追跡的視場的方向旋轉整個入瞳。如果您在傾斜視場中追跡一個點，“上邊緣光線”將變成極端歪斜光線，因此您可以輕松控制羽化邊緣。如果我們讓所有視場上邊緣光線和下邊緣光線的定義相同（就像光瞳一樣）; 你必須找出要修復的傾斜光線，然后為它創(chuàng)建一個像差。
那么如何才能輕松找出要檢查或糾正羽狀邊緣的光線？簡單。PAD顯示屏打開時，按F7鍵。只顯示“較低”的邊緣光線。F8鍵僅顯示“上部”。只需按一下鍵就可以判斷哪條光線在哪里！
這種光瞳定義還有另一個優(yōu)點：入射光瞳通常被建模為橢圓形，如本課程的第一部分所示，并且事實證明橢圓也隨著視場旋轉。因此，它可以模擬場中所有點的漸暈光瞳。
有關旋轉光瞳的示例，請參閱用戶手冊中的第2.6.2節(jié)。
程序根據(jù)全視場物體高度的符號決定哪條光線稱為“上部”光線。由于在這個例子中光線在是負視場的，它將邊緣光線翻轉為正HBAR。在負HBAR處，對象來自正Y坐標，并且光線不會翻轉。
在HBAR = 0？為避免混淆既不是正視場也不是負視場，程序會在那里顯示一個非常小但非零的視場。
試試F7和F8鍵。您將了解更多。
