| GGX19458132 |
2007-11-01 09:39 |
ZEMAX中的天方夜談
各位網友： MZ >0K
我正在編寫“數(shù)碼鏡頭設計原理的_高級篇”（第二版）中的“WPS優(yōu)化方法”。我們從事光學設計絕大多數(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雜的過程，且不能隨結構的變動動態(tài)跟隨，從而使WPC優(yōu)化成了“天方夜談”。 L~SrI{aYPf
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系統(tǒng)的最優(yōu)初解。有人會耽心，即使很快的找出了光學系統(tǒng)初解的各鏡PWC值，如何快速的得到各鏡的實際結構呢？這個問題已經解決，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構。 ]DL>
.<] d
下面是我的思路： U>3%!83kF
在“PWC法建立象差平衡方程組_實例.doc”中，我們曾從總體設計的觀點，以及校場曲的觀點在ZEMAX里建立了6鏡理想光學系統(tǒng)結構。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，從而解出了各鏡結構。但在ZEMAX中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化不能獲得理想的結果。主要原因如下： *;V2_fWJ@
由于理想的焦距分配很難獲得，從而各鏡的PWC分配值不能都很小（PWC大，對應透鏡彎曲大，小間隔就會產生位置干涉。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。 +qu@dU0\`|
我處理此問題的步驟是： ^"6D0!'N
1 在ZEMAX中先進行總體設計（包括同時校場曲）。 ?[*@T2 Ck
2 在AUTOCAD中找出等校入瞳 J"a2
@S&
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”）。 Z IGbwL
4 在Mathematica中解此方程組。 8Pnqmjjj
5 以上操作只用于在ZEMAX中創(chuàng)建“6鏡焦距自動分配”操作集時的調式階段，在調式中，用PWC平衡方程組中的各項來校核ZEMAX中相應操作集。 Y_aP:+
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。 iPtm@f,bI
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。 !Ed<xG/
8 如何創(chuàng)建焦距自動分配操作集呢？總體上如下考慮： iYmzk?U
（1） 在結構電子表格的結尾的隔一行，順序在間隔欄添寫各鏡的PWC初值（等于Mathematica中解出的PWC值） ,&O:/|c E
（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。 _Oaso >
（3） 設置焦距，間隔，PWC為變量，進行優(yōu)化操作即可。 +lXdRc`6
注意：上述方法可用于任意多組元的光學系統(tǒng)。 nFf\tf% 8
由上可見問題的關建在于如何在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》要介紹的主要內容。 HC<BGIgL
[h 2p8i 'o
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，估計一周內可解決。 HCe-]nMd
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。 Xy K KD&j
這些光學設計中的奇思妙想是以光學基礎理論為基石，嚴警的科學態(tài)度為根本，對光學設計有極大的興趣為動力，契而不舍的結果。 :Z7"c`6L!~
相信我的這些設想，有助于光學同行開括光學設計的視野，設計出更好的產品來。 K_w0+oY a
在“數(shù)碼鏡頭設計原理的_高級篇”（第二版）中再見！ J VIcNK)
GGX19458132 0
6G[^
2007年是11月1日 z? b(|f\!
|
|