這是每個(gè)
鏡頭設(shè)計(jì)師應(yīng)該意識(shí)到并遵循的概念和實(shí)踐的列表。鼓勵(lì)那些想更深入地探討這些主題的人閱讀有關(guān)這個(gè)主題的近期的書籍,這些書建立了這些概念背后的數(shù)學(xué)理論。在我們看來,一個(gè)實(shí)踐設(shè)計(jì)師不需要研究的那么深。
jk\ dG16 1.
透鏡是通過觀察“
光線”的路徑而設(shè)計(jì)的,它并不真正存在,但有用而且非常精確,只要不用光
波長(zhǎng)相比擬的尺寸檢查細(xì)節(jié)。
<1w/hy&mWN 2. 復(fù)雜透鏡的性能取決于每個(gè)單片透鏡的像差貢獻(xiàn)。正和負(fù)透鏡對(duì)像差的貢獻(xiàn)符號(hào)相反,因此通常需要光焦度的組合。
~/_9P Fk 3. 像差會(huì)在三種情況下出現(xiàn):
-B#yy]8 a) 相對(duì)于表面法線的陡的光線入射角有助于高階像差,因?yàn)檎凵涠筛鼜?qiáng)烈地偏離近軸版本。這樣的角度通常是需要避免的。這些像差更難以校正,需要更復(fù)雜的透鏡去平衡它們。有時(shí)它們是無法避免的,然后必須努力平衡許多像差。這通常需要許多透鏡元件。
W$dn_9W b) 單片透鏡的彎曲影響了Abbe正弦條件是否滿足,并且是校正許多像差的有用變量。
"SN4* c) 玻璃的色散產(chǎn)生并且可以用來校正色差。
]!:oYAm 4. 如果鏡頭顯示在孔徑上變化但在視場(chǎng)上相對(duì)恒定的像差,用光瞳或光闌附近的透鏡來校正它們。
E}CiQUx 5. 如果像差隨視場(chǎng)角而強(qiáng)烈變化,而不隨光闌位置變化,則用像平面附近的透鏡校正它們。
E< 4l#Z< 6. 上述兩種情況都可以通過自動(dòng)透鏡插入(AEI)功能來檢測(cè)和處理。
*fO3]+)d+ 7. 如果你的透鏡性能良好,有時(shí)可以刪除一個(gè)元件,并且?guī)缀鯚o像質(zhì)損失。自動(dòng)元素刪除(AED)功能可以測(cè)試這種可能性。
uBg 8h{> 8. 有時(shí)可以通過反復(fù)運(yùn)行AEI和AED來改善透鏡,從而逐步改變透鏡結(jié)構(gòu)。
`&M{cfp_ 9. 如果一片透鏡是強(qiáng)彎曲的,有時(shí)可以通過翻轉(zhuǎn)彎曲來找到不同的求解區(qū)域。彎曲翻轉(zhuǎn)
優(yōu)化(BFO)功能可以自動(dòng)做到這一點(diǎn)。
L+B?~_* 10. 如果你的透鏡中的每一片透鏡都造成大量的像差,即使最終圖像看起來很好,你也可能會(huì)得到嚴(yán)格的公差,因?yàn)榧词惯@樣的設(shè)計(jì)中的一個(gè)小的錯(cuò)位也會(huì)造成失衡。需要公差脫敏技術(shù)。只要滿足
成像目標(biāo),就希望元件的像差影響盡可能弱。THIRD CPLOT命令將顯示每個(gè)表面的三階像差貢獻(xiàn),并且可以看到它們最大的位置。如在第10章和第13章中討論的,評(píng)價(jià)函數(shù)中的脫敏目標(biāo)常常可以放寬公差。
DPe]daF 11. 用不太接近于光闌的元件校正畸變,如上面的第5條所述。
AJt!!crs 12. 如果可能的話,嘗試使用DSEARCH或ZSEARCH。這些功能是能夠快速和良好的尋找透鏡結(jié)構(gòu)。(除非你已經(jīng)有了一個(gè)好的結(jié)構(gòu),那么問題就很簡(jiǎn)單。)
^\ ?O4,L 13. 如果問題的幾何特性允許的話,目標(biāo)是具有某種對(duì)稱性的透鏡。這將使許多視場(chǎng)像差更容易校正。
g}&hl"j 14. 如果二次色差是一個(gè)問題,嘗試第12章和第34章中描述的玻璃類型。搜索有時(shí)會(huì)自動(dòng)找到這些組合,并且可以按照這些章節(jié)中的指導(dǎo)來控制這個(gè)過程。
HLQ"?OFlz 15. 忘記早期文章所建議的內(nèi)容。其中一個(gè)是在開始設(shè)計(jì)時(shí)首先選擇玻璃類型。今天,讓程序用GLM變量或搜索找到玻璃庫(kù)的最佳區(qū)域,然后在最后一步給設(shè)計(jì)賦予真實(shí)玻璃。另外有文章說,在設(shè)計(jì)四片式透鏡時(shí),應(yīng)該設(shè)計(jì)兩個(gè)雙透鏡,分別校正它們,然后組合它們。這是胡說八道。DSEARCH可以自行設(shè)計(jì)透鏡,效果會(huì)更好。
PYB+FcR6?n 16. 如果需要或接近衍射極限的性能,請(qǐng)確保您的評(píng)價(jià)函數(shù)包含OPD目標(biāo)。有時(shí),用OPD和TAP目標(biāo)的組合來獲得最好的結(jié)果。有時(shí)GO2目標(biāo)將產(chǎn)生比GNO更好的圖像。這個(gè)選項(xiàng)的目標(biāo)是OPD的平方,它傾向于忽略小誤差并集中處理較大的誤差上。誰也無法預(yù)測(cè)哪種方法最好,你只需嘗試一下。
IWVlrGyM 17. 為了在一個(gè)給定的MTF頻率上實(shí)現(xiàn)性能峰值,首先應(yīng)該使設(shè)計(jì)盡可能接近OPD像差,然后使用GSHEAR射線柵格選項(xiàng)。當(dāng)MTF非常接近目標(biāo)時(shí),可以切換到MTF像差,看看情況是否有所改善。GSHEAR以光瞳中分離點(diǎn)的OPD差為目標(biāo),這個(gè)差在截止頻率上控制MTF。
LW#M@ 18. 不要嘗試將三階像差校正為零;你需要它們來平衡更高階像差。有時(shí)可以通過減少給定元件或組的像差貢獻(xiàn)來減少間距和對(duì)準(zhǔn)靈敏度,但是要小心,因?yàn)橄癫钇胶饪赡鼙粊G棄。
L~{_!Q 19. 如果在設(shè)計(jì)中允許使用非球面,逐步增長(zhǎng)他們。使用自動(dòng)非球面分配(AAA)來確定哪個(gè)表面應(yīng)該是非球面的。該功能將添加一個(gè)圓錐常數(shù)到最佳位置,然后可以運(yùn)行自動(dòng)G變量測(cè)試(AGT)來確定哪個(gè)非球面系數(shù)在那個(gè)表面上是最有用的。例如,使用高階非球面項(xiàng)來校正離焦是沒有意義的,所以只有當(dāng)透鏡在沒有非球面已經(jīng)盡可能好時(shí)添加非球面。設(shè)計(jì)塑膠元件是例外,塑膠元件在早期通常是非球面,但即使如此,開始僅用幾個(gè)高階項(xiàng),當(dāng)需要時(shí)添加更多高階項(xiàng)。
l>lW]W 20. 評(píng)價(jià)函數(shù)應(yīng)該包含一個(gè)完整的問題描述,這包括機(jī)械要求以及
光學(xué)需求。一些設(shè)計(jì)者只想要在MF中的圖像質(zhì)量,但是如果透鏡不滿足需求,獲得一個(gè)完美的圖像是沒有意義的。如果程序知道你所有的目標(biāo),它會(huì)傾向于滿足這些目標(biāo)的設(shè)計(jì)。這正是你想要的。
[\)oo 21. 人們無法總是預(yù)測(cè)一個(gè)給定的優(yōu)化運(yùn)行的結(jié)果,并且通常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)事先沒有預(yù)料到的新的問題。透鏡設(shè)計(jì)的過程主要包括當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)根據(jù)需要修改MF。所以改變MF并繼續(xù)前進(jìn)。如果你走進(jìn)一條死胡同,什么也不起作用,是時(shí)候嘗試不同的搜索結(jié)果了。
W#_/ak$uF* 22. 經(jīng)常使用檢查點(diǎn),并保存你的透鏡的中間版本,只要你有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。如果以后版本中出現(xiàn)了意想不到的問題,你可能希望再回到那個(gè)版本。
+]>+a<x*% 23. 除非你做完一張公差表,否則你的工作還沒有完成。我們知道一個(gè)專家設(shè)計(jì)師把他的設(shè)計(jì)發(fā)送給客戶——期望客戶計(jì)算預(yù)估公差。這是不專業(yè)的。如果可以通過適當(dāng)改變?cè)O(shè)計(jì)來放松公差,那就是你的工作。顧客不知道怎么做。BTOL是在大多數(shù)情況下使用的工具。
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0 24. 熟悉加工工廠實(shí)踐是個(gè)好主意。觀看裝配師制作精確的表面使設(shè)計(jì)師虛心。然后,設(shè)計(jì)師可能對(duì)他送去加工工廠的設(shè)計(jì)中固有的挑戰(zhàn)更加敏感。設(shè)計(jì)師應(yīng)了解他們什么容易加工,什么加工困難,并盡量減少他們加工的困難地方。例如非常薄的邊緣,這對(duì)透鏡制造商提出了挑戰(zhàn),即使優(yōu)化程序本身沒有問題。觀察半月板透鏡,其中兩個(gè)邊緣的曲率中心彼此非常接近。這種透鏡很難制造,因?yàn)橛糜谙ㄐ握`差的方法不能很好地工作,如第50章所解釋的那樣。AMS監(jiān)控器可以幫助這種情況。如果表面幾乎是平的,使它完全平坦。如果一片透鏡具有兩個(gè)幾乎相等的半徑,使它們完全相等。然后沒有機(jī)會(huì)將鏡頭插入到裝配組中。
,F+B Wot4 25. 如果你的DSEARCH或者ZSEARCH運(yùn)行的結(jié)果不是你想要的,是時(shí)候改變一些輸入的
參數(shù)了。即使是很小的變化可以產(chǎn)生極大的效果。需要考慮的內(nèi)容包括
lJykyyCY+ 光闌固定STOP FIX或者自由Free
.=9s1~] RSTAR值,可能多于一個(gè)值
>YW\~T TSTART值
!=Y;h[J.p ASTART值
mIZwAKo RT值
y#ON|c
/ 包括OPD,TOPD,OPSHEAR,或者 TOSHEAR
3HG;!D~m; FOVs的數(shù)目
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