各位網(wǎng)友:
S4rm K& 我正在編寫“
數(shù)碼鏡頭設(shè)計原理的_高級篇”(第二版)中的“WPS優(yōu)化方法”。我們從事
光學(xué)設(shè)計絕大多數(shù)是從專利或測繪開始的,這個初解的合理性值得懷疑?因此優(yōu)化解往往不能令人滿意。WPC方法雖然能得到較合理的初解,但其合理性也有其局限性,另外由于PWC法不同系統(tǒng)千差萬別,列
象差平衡方程組與解象差方程組是異常復(fù)雜的過程,且不能隨結(jié)構(gòu)的變動動態(tài)跟隨,從而使WPC優(yōu)化成了“天方夜談”。
pktnX-Slt 我在“PWC配套
ZEMAX優(yōu)化方法《6鏡
焦距自動分配通用方法》”中試探討此問題的通解方法,利用高校通用方法來尋找
光學(xué)系統(tǒng)的最優(yōu)初解。有人會耽心,即使很快的找出了光學(xué)系統(tǒng)初解的各鏡PWC值,如何快速的得到各鏡的實際結(jié)構(gòu)呢?這個問題已經(jīng)解決,一個23透鏡的系統(tǒng)只需幾分鐘就可得到所有
透鏡的合理結(jié)構(gòu)。
U;*O7K=P 下面是我的思路:
6R*eJICN 在“PWC法建立象差平衡方程組_實例.doc”中,我們曾從總體設(shè)計的觀點,以及校場曲的觀點在ZEMAX里建立了6鏡理想光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。另外也用了2次拆分的方法,及假定前組2正鏡有相同焦距,相同PWC值;后組2負鏡也同樣處理,從而解出了各鏡結(jié)構(gòu)。但在ZEMAX中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化不能獲得理想的結(jié)果。主要原因如下:
P.jy7:dB, 由于理想的焦距分配很難獲得,從而各鏡的PWC分配值不能都很。≒WC大,對應(yīng)透鏡彎曲大,小間隔就會產(chǎn)生位置干涉。另外高級象差大,會打亂初級象差平衡狀態(tài)),這是一個極為辣手的問題。原因在于當(dāng)間隔,焦距分配變動時,PWC初級象差平衡方程組也是變動的,再使其最小也是變動的。即這是動態(tài)優(yōu)化問題。要想很好的解決這個問題,就需將其放入ZEMAX中統(tǒng)一考慮。
Wz#ZkNO 我處理此問題的步驟是:
Ec^2tx"= 1 在ZEMAX中先進行總體設(shè)計(包括同時校場曲)。
P76gJ@#m 2 在AUTOCAD中找出等校入瞳
>qUD_U3A 3 用“PWC法建立象差平衡方程組.EXE”創(chuàng)建此系統(tǒng)的PWC平衡方程組(參考“PWC法建立象差平衡方程組_實例”)。
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tq 4 在Mathematica中解此方程組。
&*oljGt8 5 以上操作只用于在ZEMAX中創(chuàng)建“6鏡焦距自動分配”操作集時的調(diào)式階段,在調(diào)式中,用PWC平衡方程組中的各項來校核ZEMAX中相應(yīng)操作集。
V{~~8b1E 6 只有操作集對所有6鏡系統(tǒng)都實用,《6鏡焦距自動分配通用方法》才有實用價值。為此理想光學(xué)系統(tǒng)中不允許有光欄,它用等效入瞳去替代。這是很重要的一步。
5bd4]1gj 7 對于任意6鏡理想系統(tǒng),在總體優(yōu)化操作集的前方插入已編好的焦距自動分配操作集,就可進行焦距自動分配的優(yōu)化。
%cJdVDW`L 8 如何創(chuàng)建焦距自動分配操作集呢?總體上如下考慮:
\FF|b"E_= (1) 在結(jié)構(gòu)電子表格的結(jié)尾的隔一行,順序在間隔欄添寫各鏡的PWC初值(等于Mathematica中解出的PWC值)
7K+eI!m.s (2) 在總體優(yōu)化操作集前方創(chuàng)建初級象差平衡方程組操作集,并將PWC初值(由后增的間隔欄讀入)代入初級象差平衡方程組中,且使各初級象差等于目標值。
{:KPEN (3) 設(shè)置焦距,間隔,PWC為變量,進行優(yōu)化操作即可。
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@Mv 注意:上述方法可用于任意多組元的光學(xué)系統(tǒng)。
RRzLQ7J 由上可見問題的關(guān)建在于如何在ZEMAX中具體實施創(chuàng)建焦距自動分配的操作集,這就是《6鏡焦距自動分配通用方法》要介紹的主要內(nèi)容。
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)l 上面的方法是否象天方夜談呢?但它確實是可行的,我正在做這項工作,估計一周內(nèi)可解決。
eLbh1L 象這樣的解決問題的思考方法,在“WPS優(yōu)化方法”中太多了。例如“自創(chuàng)優(yōu)選虛擬玻璃操作數(shù)集合”就可以使虛擬玻璃象真實玻璃一樣變化,這是非常有用的。
[E"3?p 這些
光學(xué)設(shè)計中的奇思妙想是以光學(xué)基礎(chǔ)理論為基石,嚴警的科學(xué)態(tài)度為根本,對光學(xué)設(shè)計有極大的興趣為動力,契而不舍的結(jié)果。
OL^DuoB4q 相信我的這些設(shè)想,有助于光學(xué)同行開括光學(xué)設(shè)計的視野,設(shè)計出更好的產(chǎn)品來。
7[i&EPN 在“數(shù)碼鏡頭設(shè)計原理的_高級篇”(第二版)中再見!
"{3MXAFe GGX19458132
NRk^Z) 2007年是11月1日
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