本文介紹了 SYNOPSYS 的光線追跡功能，簡單闡述了光線追跡功能的作用以及如何在 SYNOPSYS 中打開使用這個(gè)功能。 /B$"fxFf  
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簡介 ~jab/cR  
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熟悉其他鏡頭設(shè)計(jì)規(guī)范的人已經(jīng)知道兩種常見的光瞳定義：一種是近軸光瞳，僅適用于簡單系統(tǒng)或光闌位于前面的地方。對于更復(fù)雜的系統(tǒng)，使用“光線追跡”可以在系統(tǒng)內(nèi)部某處模擬一個(gè)真實(shí)光瞳，對其進(jìn)行建模。 |x|#n  
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光線追跡和廣角光瞳 $oO9N^6yF  
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上述討論涉及廣義上的光線追跡。在分析圖像時(shí)，必須確保追跡到合適的光線束。一些程序通過在光闌創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)格來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，然后通過迭代找到一條擊中該網(wǎng)格中每個(gè)點(diǎn)的光線。雖然這個(gè)方法十分有效，但它非常慢。但是 SYNOPSYS 可以通過僅迭代五條光線來找到光瞳輪廓，然后用統(tǒng)一的網(wǎng)格填充以定義光瞳。一旦找到光瞳就不需要后續(xù)的迭代計(jì)算，因此大大加快了計(jì)算速度。那么應(yīng)該用哪個(gè)選項(xiàng)呢? 近軸光瞳速度最快，真實(shí)光瞳速度較慢，WAP 選項(xiàng)更慢。在不必要的情況下，選擇復(fù)雜的選項(xiàng)是不明智的，例如 WAP 3。所以從近軸光線開始，觀察主光線(光束中的中心光線)的路徑，查看它是否通過了光闌的中心附近。如果沒有，激活真實(shí)光瞳搜索選項(xiàng)，然后檢查光闌是否正確填充。在 SYNOPSYS 中有三種廣角光瞳類型，分別為 WAP 1，WAP 2和 WAP 3，下面將對這三種類型進(jìn)行簡單介紹。在  RLE 或 CHG 文件中的輸入 WAP 1將實(shí)施第一個(gè)廣角光瞳選項(xiàng)，這將設(shè)置輸入光束的半徑為 YMP1，該半徑垂直于主光線而不是垂直于光軸，而且 WAP 1使入射光束的直徑在所有視場角下保持恒定。 h+k:G9;sS  
選擇輸入 WAP 2將實(shí)施第二個(gè)廣角光瞳選項(xiàng)，對于光瞳大小隨視場變化明顯的鏡頭，建議使用此選項(xiàng)。光闌面必須指定為用戶輸入的硬孔徑(在光闌部分指定為圓形(CAO)或矩形(RAO))。這種類型的光瞳的大小會發(fā)生變化，以填充所有視場點(diǎn)的光闌。它通過在每個(gè)視場角上調(diào)整輸入的光瞳的值(YMP1和XMP1)來找到擬合光束的大小，從而使上下邊緣光線和傾斜光線都在用戶定義的硬孔徑給出的邊緣攔截光闌面。這個(gè)選項(xiàng)會自動打開真實(shí)光闌(光瞳)選項(xiàng)。主光線位于光瞳的中心，因此可能不在光闌面中心。在近軸光瞳不適用的系統(tǒng)中，系統(tǒng)選項(xiàng) WAP 3提供了另一種控制光瞳大小和形狀的方法。使用這個(gè)選項(xiàng)，程序通常會追跡主光線的每個(gè)視場，在光瞳的頂部、底部和兩側(cè)找到極限光線；這些光線是那些剛剛通過鏡頭中所有 CAO、RAO 和 EAO 孔徑的光線（記住，WAP 2只考慮光闌的 CAO）。首先追跡子午線，主光線被定義為頂部和底部光線之間的中點(diǎn)（即使它可能沒有通過真實(shí)光闌面的中心）。然后在這條光線的左右進(jìn)行傾斜光線搜索。得到的光瞳通常是橢圓形的（如果 RPUPIL 有效的話為矩形）。WAP 3不能將 CAO 設(shè)置在光束可能出現(xiàn)焦散的地方。WAP 3可以調(diào)整光瞳的高度和寬度，以通過所有表面的孔徑，避免光線失效。WAP 3是 WAP 選項(xiàng)中最耗時(shí)的，而且在優(yōu)化過程中，光瞳的大小可能會有很大的變化，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果，所以 WAP 3主要用于分析鏡頭完全設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)。 .+<Ul]e/  
示例 #vi `2F  

• 1FU(j*~:  
  鏡頭通常在系統(tǒng)內(nèi)部有一個(gè)“光闌”，打開“STOP_PUPIL_DEMO.RLE”鏡頭文件，打開 PAD 圖，如下圖所示，這是簡單的近軸光闌得到的結(jié)果。

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由上圖可知，主光線沒有通過指定的光闌(表面7)的中心。這是因?yàn)樵谀壳暗脑O(shè)置中，沒有光線追跡，近軸主光線由于光瞳像差而錯(cuò)過光闌中心。

• 通過系統(tǒng)設(shè)置>物，光闌和光瞳打開界面，在光闌處選擇真實(shí)光闌搜索，然后點(diǎn)擊 PAD 圖中的“更新”按鈕來更新鏡頭布局，如下圖所示。由圖中可以看到邊緣場的主光線通過光闌( Surface 7)的中心，就像它應(yīng)該的那樣。現(xiàn)在主光線是好的，但是邊緣場的邊緣光線沒有通過光闌的邊緣。我們需要另一個(gè)常見的聲明，它將調(diào)整光瞳的大小，以便很好地填充光闌。

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  打開 SPS 表，將表面7的孔徑改為“用戶定義的圓形孔徑”，點(diǎn)擊設(shè)置，表面7的外孔徑就變成了圓形。打開物，光闌和光瞳的界面，將光瞳選擇“廣角光瞳類型 2 （WAP 2）”以替換默認(rèn)的近軸光瞳,這是 WAP 2選項(xiàng)（有三種廣角–光瞳（WAP）。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(gè)選項(xiàng)需要在光闌表面上設(shè)置一個(gè)硬性通光口徑，以便于光線追跡。單擊 PAD 中的“更新”按鈕，然后出現(xiàn)如下所示的鏡頭。現(xiàn)在，主光線和邊緣光線都通過打開系統(tǒng)的“光線追跡”來到達(dá)表面7上的正確位置。

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