本文從DON的書中翻譯。
>J_(~{-sNG 4t 0p!IxG 這是每個
鏡頭設(shè)計師應(yīng)該意識到并遵循的概念和實踐的列表。鼓勵那些想更深入地探討這些主題的人閱讀有關(guān)這個主題的近期的書籍,這些書建立了這些概念背后的數(shù)學(xué)理論。在我們看來,一個實踐設(shè)計師不需要研究的那么深。
L=gG23U& 1.
透鏡是通過觀察“
光線”的路徑而設(shè)計的,它并不真正存在,但有用而且非常精確,只要不用光
波長相比擬的尺寸檢查細(xì)節(jié)。
Uka(Vr: 2. 復(fù)雜透鏡的性能取決于每個單片透鏡的
像差貢獻(xiàn)。正和負(fù)透鏡對像差的貢獻(xiàn)符號相反,因此通常需要光焦度的組合。
t4UL|fI 3. 像差會在三種情況下出現(xiàn):
:Q}Zb,32 a) 相對于表面法線的陡的光線入射角有助于高階像差,因為折射定律更強(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。
:)F0~Q 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。
F{E`MK~f_ c) 玻璃的色散產(chǎn)生并且可以用來校正色差。
C,B{7s0- 4. 如果鏡頭顯示在孔徑上變化但在視場上相對恒定的像差,用光瞳或光闌附近的透鏡來校正它們。
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P<Gq}, 5. 如果像差隨視場角而強(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。
O f]/tdPp 6. 上述兩種情況都可以通過自動透鏡插入(AEI)功能來檢測和處理。
'u9y\vUy 7. 如果你的透鏡性能良好,有時可以刪除一個元件,并且?guī)缀鯚o像質(zhì)損失。自動元素刪除(AED)功能可以測試這種可能性。
Y/f8rN 8. 有時可以通過反復(fù)運行AEI和AED來改善透鏡,從而逐步改變透鏡結(jié)構(gòu)。
(gUVZeVFP 9. 如果一片透鏡是強(qiáng)彎曲的,有時可以通過翻轉(zhuǎn)彎曲來找到不同的求解區(qū)域。彎曲翻轉(zhuǎn)
優(yōu)化(BFO)功能可以自動做到這一點。
|<JBoE]3B 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,你也可能會得到嚴(yán)格的公差,因為即使這樣的設(shè)計中的一個小的錯位也會造成失衡。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,評價函數(shù)中的脫敏目標(biāo)常?梢苑艑捁。
WO*dO9O 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。
-0+h&CO 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)有了一個好的結(jié)構(gòu),那么問題就很簡單。)
!`dMTW 13. 如果問題的幾何特性允許的話,目標(biāo)是具有某種對稱性的透鏡。這將使許多視場像差更容易校正。
sj&1I.@,> 14. 如果二次色差是一個問題,嘗試第12章和第34章中描述的玻璃類型。搜索有時會自動找到這些組合,并且可以按照這些章節(jié)中的指導(dǎo)來控制這個過程。
n2Y a'YF 15. 忘記早期文章所建議的內(nèi)容。其中一個是在開始設(shè)計時首先選擇玻璃類型。今天,讓程序用GLM變量或搜索找到玻璃庫的最佳區(qū)域,然后在最后一步給設(shè)計賦予真實玻璃。另外有文章說,在設(shè)計四片式透鏡時,應(yīng)該設(shè)計兩個雙透鏡,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)計透鏡,效果會更好。
1]"S? 16. 如果需要或接近衍射極限的性能,請確保您的評價函數(shù)包含OPD目標(biāo)。有時,用OPD和TAP目標(biāo)的組合來獲得最好的結(jié)果。有時GO2目標(biāo)將產(chǎn)生比GNO更好的圖像。這個選項的目標(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)測哪種方法最好,你只需嘗試一下。
ri49r*_1 17. 為了在一個給定的MTF頻率上實現(xiàn)性能峰值,首先應(yīng)該使設(shè)計盡可能接近OPD像差,然后使用GSHEAR射線柵格選項。當(dāng)MTF非常接近目標(biāo)時,可以切換到MTF像差,看看情況是否有所改善。GSHEAR以光瞳中分離點的OPD差為目標(biāo),這個差在截止頻率上控制MTF。
AG|:mQO 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)來減少間距和對準(zhǔn)靈敏度,但是要小心,因為像差平衡可能被丟棄。
CUx-k|\ 19. 如果在設(shè)計中允許使用非球面,逐步增長他們。使用自動非球面分配(AAA)來確定哪個表面應(yīng)該是非球面的。該功能將添加一個圓錐常數(shù)到最佳位置,然后可以運行自動G變量測試(AGT)來確定哪個非球面系數(shù)在那個表面上是最有用的。例如,使用高階非球面項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)盡可能好時添加非球面。設(shè)計塑膠元件是例外,塑膠元件在早期通常是非球面,但即使如此,開始僅用幾個高階項,當(dāng)需要時添加更多高階項。
~&D5RfK5f 20. 評價函數(shù)應(yīng)該包含一個完整的問題描述,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),它會傾向于滿足這些目標(biāo)的設(shè)計。這正是你想要的。
1]&{6y 21. 人們無法總是預(yù)測一個給定的優(yōu)化運行的結(jié)果,并且通常會出現(xiàn)一個事先沒有預(yù)料到的新的問題。透鏡設(shè)計的過程主要包括當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時根據(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,是時候嘗試不同的搜索結(jié)果了。
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