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    [原創(chuàng)]光學(xué)設(shè)計師的懷疑精神 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2015-04-07
    《時間簡史》上講:愛因斯坦提出相對論之后,根據(jù)其原理和方程可以預(yù)測,宇宙不是靜止的。而愛因斯坦覺得,這是原理和方程的缺陷。因此,提出一個宇宙常數(shù),來彌補(bǔ)方程的不足。 6%`&+Lq  
    愛因斯坦所處時代,宇宙靜止的觀念,是根深蒂固的。 [P zv4+  
    很無奈,人的思維總是經(jīng)常受到周圍環(huán)境的限制。長期深信某個觀念,對其懷疑的勇氣都會喪失。 8,D 2^Gg  
    愛因斯坦都犯這樣的錯誤,我們更會陷入固定思維而不能自拔。 cUqn<Z<n  
    因此,別盲從,要敢于懷疑。 \}6;Kf}\  
    Dih6mTP{  
    敢于懷疑光學(xué)設(shè)計理論: ^L1L=c;,  
    1)先前的設(shè)計理念,隨著加工水平、設(shè)計軟件的發(fā)展,是否還能滿足現(xiàn)在的需求? k$ 5 s{q  
    2)設(shè)計方法,結(jié)合現(xiàn)在計算能力強(qiáng)大的軟件,能否改進(jìn)? eAUcv`[#p  
    3)經(jīng)典書籍中的論述,是否有錯誤? UX-&/eScN  
    :.(;<b<\  
    一個多世紀(jì)以前,最早的光學(xué)設(shè)計師,沒有設(shè)計和計算,僅靠經(jīng)驗(yàn),磨制一些像差較小的鏡片。 ]A FI\$qB\  
    之后,光學(xué)設(shè)計理論才漸漸完善。至20世紀(jì)初,光學(xué)設(shè)計理論較為系統(tǒng)。而光學(xué)設(shè)計方法和理論的研究并沒有停止。大量數(shù)據(jù)的計算,成為光學(xué)設(shè)計的難題。公式的簡化和可靠性,成為了研究的重心。 U~{du;\  
    很多講述光學(xué)設(shè)計及像差校正的書籍,依然能看到很多計算像差的公式和表格。尤其是60年代出版的《光學(xué)設(shè)計理論基礎(chǔ)》,對不同的算法做了比較和論述。 bn 6WjJ~Z+  
    而現(xiàn)在,對像差公式的理解,依然很重要,因?yàn)檫@牽涉到對光學(xué)原理的掌握程度;而利用公式手動計算像差,應(yīng)該,已經(jīng)不太重要了。因?yàn)橛泄δ軓?qiáng)大的軟件,幫助我們計算。 =U[3PC-N @  
    設(shè)計師做出定性分析即可。至于結(jié)構(gòu)參數(shù)改動多少,才能得到理想效果,是軟件的事情,設(shè)計師規(guī)定它的行進(jìn)方向,并時刻監(jiān)控、預(yù)估光學(xué)系統(tǒng)公差即可。(這里所說的預(yù)估公差,并非利用軟件進(jìn)行公差分析。而只是根據(jù)經(jīng)驗(yàn),規(guī)避過嚴(yán)公差的出現(xiàn)。) c,so`I3rI  
    軟件的出現(xiàn),解放了光學(xué)設(shè)計師。把光學(xué)設(shè)計師從繁瑣的數(shù)據(jù)計算力解救出來。光學(xué)設(shè)計師,有了成為了真正意義的設(shè)計師的機(jī)會。有更多的時間,去錘煉分析能力,發(fā)揮想象力,設(shè)計出更好的光學(xué)系統(tǒng)。 T@}|zDC#  
    光學(xué)設(shè)計的重心,應(yīng)該已不再是數(shù)據(jù)計算,而是設(shè)計的整體思路和理念了。 UT~a &u  
    kK 8itO  
    先前,很多光學(xué)系統(tǒng),設(shè)計師總喜歡使用一個面型,專門產(chǎn)生足夠大的某種像差,去補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)里出現(xiàn)的這類像差。以前的普羅塔,松納鏡頭里,都有這類專門控制某種像差的面型出現(xiàn)。 YDC mI@  
    為什么要這么做呢? wIkN9 f  
    因?yàn)槿绱嗽O(shè)置,糾正某種像差很方便,可以減少計算量。而現(xiàn)在,不需要再這么使用了,計算已不是問題。我們可以利用軟件,將像差分擔(dān)到各個面上,用小的像差補(bǔ)償小的像差,而不再像以前那樣,用大像差補(bǔ)償大像差,F(xiàn)在的設(shè)計方法,更容易獲得設(shè)計性能良好、加工性能也良好的系統(tǒng)。 yJuQ8+vgR}  
    設(shè)計方法總是在隨著設(shè)計工具、理論的發(fā)展而變化。 _0+0#! J!  
    在學(xué)習(xí)先前設(shè)計方法時,可以多思考一點(diǎn): 0![ +Q4"  
    為什么這么使用?是否可改進(jìn)? b[z]CP  
    f)]%.>  
    一些光學(xué)培訓(xùn)講義,網(wǎng)上流傳的操作數(shù)設(shè)置方法,錯誤不少,可能整理,書寫得比較倉促,難免有誤。 h%WE=\,Qp  
    光學(xué)設(shè)計書籍中的錯誤也有。 PcB_oG g  
    尤其是國內(nèi)的某些書籍。講解設(shè)計理念較少,實(shí)際設(shè)計經(jīng)驗(yàn)不足。軟件操作的設(shè)置,也不符合像差校正的基本原理和光學(xué)軟件的優(yōu)化算法及策略。 01!s"wjf  
    還發(fā)現(xiàn)一些書籍,80年代的版本,很好。最新的版本,卻把生動講解像差理論的經(jīng)典部分刪除了,胡亂加了一些實(shí)例及軟件操作。 - (#I3h;I  
    以上錯誤,不一一列舉了。書中錯誤,大家多注意,有疑問多思考,多交流就是了。 fQrhsuCrC  
    國外書籍的不當(dāng)之處,我在這兒,說一下。 'c\iK=fl  
    Lens Design With ZEMAX》,這本書,比較經(jīng)典,很多人都知道。這本書里,也有錯誤,至少是不太嚴(yán)謹(jǐn),存在對初學(xué)光學(xué)設(shè)計人員的誤導(dǎo),那,就叫做“瑕疵”吧。 YV=QF J'  
    《Lens Design With ZEMAX》在講解目鏡一章,講解如何建立簡單的人眼模型時:插入焦距25.4mm的理想透鏡;由于視網(wǎng)膜是一個弧面,在這本書里,最終將視網(wǎng)膜曲率設(shè)置為-21.724mm。 pEECHk  
    這里的描述,對很多設(shè)計目視系統(tǒng)的朋友帶來了困擾。很多朋友因此而問過我這個問題:建立人眼模型時,是否需要將后表面設(shè)置為彎曲的表面? =U|N=/y#hJ  
    我的答案:用Paraxial Surface,不必將接受面設(shè)置為曲面。 <Q|d&vDVfV  
    Lens Design With ZEMAX》上的描述,不太嚴(yán)謹(jǐn)。 fEB7j-t  
    以上,只拿國外的一本經(jīng)典書籍中的一點(diǎn)小的瑕疵,給大家提個醒。經(jīng)典書籍,也有不嚴(yán)謹(jǐn)之處。 yA{W  
    b~dIk5>O  
    總之,要敢于懷疑! L@=3dp!\Cu  
    不唯上,不唯書,不唯經(jīng)驗(yàn),只唯“道”。 p=/m  
    依據(jù)光學(xué)設(shè)計原理,結(jié)合實(shí)際設(shè)計工具工藝,光學(xué)產(chǎn)品應(yīng)用需求,認(rèn)真分析。 A+@&"  
    目的只有一個,要學(xué)以致用,更好更快的解決光學(xué)設(shè)計中的問題,做出優(yōu)良的光學(xué)設(shè)計。 s  {^yj  
    nRd)++  
    懷疑精神,要體現(xiàn)在光學(xué)設(shè)計過程中的各個階段。 jYNrD"n  
    當(dāng)然,不能僅停留在懷疑層面。懷疑之后是分析、論證。 No2b" G@  
    :Hxv6  
    BL@:!t  
    有關(guān)子在川上光學(xué) @FdSFQ/9  
    子在川上光學(xué)致力于提供專業(yè)的光學(xué)解決方案和光學(xué)設(shè)計方法的推廣與傳播。 c1X1+b,  
    子在川上光學(xué)堅持創(chuàng)新,勇于挑戰(zhàn)。不僅開發(fā)相機(jī)鏡頭、瞄準(zhǔn)鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡,且提供非球面眼鏡、漸進(jìn)多焦點(diǎn)眼鏡、自由曲面光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計,更為照明行業(yè)、汽車行業(yè)、機(jī)械制造業(yè)提供專業(yè)的光學(xué)設(shè)計方案。 $