可能很多人都覺得光學(xué)設(shè)計是很枯燥的工作。 Ul9b.`6  
或許因為一直在和軟件作斗爭,不斷的設(shè)置像差控制參數(shù)、優(yōu)化。 Jb6&  
能不能獲得好的結(jié)果大部分時間也是靠運氣。 ~"\P~cg0J  
看到某像差不合適的時候，就去用像差控制操作數(shù)，設(shè)置操作數(shù)，添加巨大的權(quán)重，優(yōu)化結(jié)果卻很差，此像差或許確實有提高，整個光學(xué)系統(tǒng)卻基本崩潰掉了。 :
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這樣做，確實很枯燥。 F-i&M1\_  
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我們崩潰，軟件也很崩潰. 6eOxF8  
巧婦難為無米之炊： 7%X+O8  
在設(shè)置操作數(shù)、優(yōu)化系統(tǒng)之前，有沒有去想過，正在優(yōu)化的這個光學(xué)系統(tǒng)，是否有足夠的能力滿足我們提出的所有要求呢？是否設(shè)置了相互矛盾的要求（比如用兩個分離的薄透鏡同時校正軸向色差、垂軸色差）？設(shè)置變量的時候，哪些應(yīng)該固定，哪些應(yīng)當(dāng)放開，交給軟件優(yōu)化呢？包括玻璃折射率、阿貝數(shù)應(yīng)該固定，還是設(shè)置為變量？等等。 o`25  
得不到要的效果，原因很多，但大多是因為對光學(xué)設(shè)計原理的不了解造成的。 ruWye1X;  
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光學(xué)設(shè)計，以及軟件使用，其實是很有講究的，是需要設(shè)計理論作支撐的。 Mc.^s  
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就拿玻璃的選擇來說吧，大家都知道： z[%[bs2{  
合適的玻璃對，比如K系列和F系列，可以用來消除色差；并且也知道：舊的玻璃對組合，可以使透鏡在消除像差的時候，同時獲得小的球差和小的彗差，但同時會增大Petzval和，比同焦距單透鏡的還要大；也可以根據(jù)實際要求，選擇不同的折射率、阿貝數(shù)組合，使球差較小時，有大的彗差，彗差為正或者為負，均可實現(xiàn)；新的玻璃對組合：高折低色散為正片，低折高色散的玻璃為負片的膠合片，可降低Petzval和，但是球差會是欠校正的，孔徑增大時，或許還會帶來更高級的像差。 DU(X,hDBF  
以上這些，以及選擇合適玻璃組消除二級光譜，這些大家應(yīng)該都非常了解了。 9.jG\i  
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以上并不是玻璃選擇對光學(xué)系統(tǒng)影響的全部作用。 ;\1b{-' l  
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玻璃的選擇在一些光學(xué)系統(tǒng)中，有其他方面的作用：玻璃的選擇，會影響到透鏡長度（在這里，指：第一片玻璃到最后一片距離）、視場角，相對孔徑等等，或者說，為了達到某一設(shè)計要求，要盡量選擇這樣的玻璃組合。 YALyZ.d  
以三片鏡為例，這個比較典型：玻璃的折射率，對三片鏡光學(xué)系統(tǒng)整體性能影響很大，大家可以對三片鏡的個專利比較一下，相似結(jié)構(gòu)，采用K9和ZK或者LAK系列的玻璃，獲得的光學(xué)性能差距很大。在設(shè)計三片鏡時，正透鏡最好選擇玻璃圖左上方的玻璃。負透鏡可以設(shè)置為變量優(yōu)化，或者直接按照其他光學(xué)要求、經(jīng)驗選取，盡量不要把正片的材料當(dāng)做變量來優(yōu)化（負片優(yōu)化，一般能獲得普通F或者ZF玻璃）。選擇高折射率的玻璃作為正透鏡，有利于提升三片鏡的整體光學(xué)性能。 ;A`IYRzt  
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另：設(shè)計一個視場角較大的三片鏡，三片鏡間距將縮小，尤其是第一片與第二片間距，此時，兩片透鏡的V差將會減小。 ;Kt'Sit  
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所以在設(shè)計這類光學(xué)系統(tǒng)的時候，比如我們手頭有一個視場角較小的三片鏡結(jié)構(gòu)，沒有找到合適視場的系統(tǒng)（實際中專利很多，應(yīng)該是能找得到的，在這里只是以此為例，能說明問題就好）。那么，在逐步增大三片鏡視場的優(yōu)化過程里，間距以及玻璃，都應(yīng)當(dāng)適時的設(shè)置為變量，而不是固定不變。也可以根據(jù)經(jīng)驗，手動修改負片的V值，或者正片V值以及透鏡之間的間距（一般是減小正片V值，減小間距）。再讓軟件逐步優(yōu)化，可以相信，了解三片鏡的光學(xué)特性之后，用軟件優(yōu)化會更有效率，軟件和設(shè)計者，崩潰的次數(shù)會降低，獲得成就感的機會也會提高不少。 ?
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為提升三片鏡或者天塞的光學(xué)性能，比如，提高球差的校正情況。有些設(shè)計會把第一片正片分裂為兩片，增加變量。如果直接讓程序優(yōu)化，有時候優(yōu)化結(jié)果是讓人十分崩潰的，分裂之后，優(yōu)化很多圈，和原來的設(shè)計效果差不多。為什么呢？因為程序此時的評價函數(shù)已經(jīng)到一個局部最小值了（分裂前后，都是局部最小），雖然增加了變量的數(shù)量，但是軟件并不能從這個低谷走出，翻越山峰，去尋找全局最低點。這個時候，就需要設(shè)計師干預(yù)程序了：將分裂出來的兩片透鏡，第一片近似平凸，第二片近似彎月的形狀，看一下像差變化，稍微手動調(diào)整一下形狀，使前兩片組合接近球差最小狀態(tài)（他們兩個的組合接近球差最小狀態(tài)，而不是整個光學(xué)系統(tǒng)，這個時候整個光學(xué)系統(tǒng)還沒優(yōu)化呢，說不定這倆透鏡欠校正球差小了之后，整個光學(xué)系統(tǒng)的球差已經(jīng)變成很大的過校正了。），然后把透鏡曲率設(shè)置為變量，重新優(yōu)化，這時，應(yīng)該就會發(fā)現(xiàn)，整個系統(tǒng)的帶球差將會變小。 n&3iz05}  
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另外還有一些大孔徑的系統(tǒng)，喜歡使用空氣間隔，有時會用一個控制面，讓其產(chǎn)生高級像差，去抵消掉過校正或者校正不足。大部分高級像差產(chǎn)生面，都是可以通過光線走向及在這個面上的入射角，看出來的，對這些面型的認識、了解應(yīng)該說，不是很難。松納物鏡里的控制面很明顯，大家可以看一下這方面專利。 rE9Ta8j6  
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前面提到的反常膠合，也就是新的膠合透鏡，在普羅塔物鏡、天塞物鏡，以及很多高斯物鏡里都有使用。這個大家可以看一下專利，比較分析一下其作用。很明顯的一點是對降低Petzval和有好處。 g6HphRJ5s  
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透鏡彎曲、光焦度分配校正像差的理論和方法，在實際設(shè)計中也會經(jīng)常用到。以畸變為例，假如一高斯物鏡，畸變4%，想做到2%，這個時候，用光焦度分配或者說轉(zhuǎn)移，效果就會比較明顯了。將高斯物鏡的光闌前面單片正透鏡和后面單正透鏡，光焦度做少量轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移之前分析一下移動放下，別搞反了。桶形畸變，邊緣的像比中心的縮小了，那就要把光闌后的光焦度稍微轉(zhuǎn)移到前面。然后再讓程序優(yōu)化，以平衡手動修改帶來的其他像差改變。也可讓軟件自動優(yōu)化，不手動調(diào)整，但盡量不要固定各鏡片光焦度。 /abmjV0  
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以上僅提及了部分光學(xué)設(shè)計原理。還有很多未提及。 A3m{jbh  
但所有的光學(xué)設(shè)計的原理加起來也并不多，大家掌握起來也不難。這些原理的應(yīng)用，在專利里都可以找得到，可以通過分析專利，逐步掌握。 hYs82P|2Ol  
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常交流！ V}j%gy`  
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祝大家：逐步掌握光學(xué)設(shè)計原理，獲得光學(xué)設(shè)計的樂趣。 j0Id!o  
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以下是一些網(wǎng)友對光學(xué)原理及光學(xué)軟件應(yīng)用的看法： nYmf(DV  
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其實光學(xué)知識還是要深入研究的 軟件只是一個工具 正像老前輩們說的，再好的光學(xué)軟件也不會幫你設(shè)計出好的鏡頭來 還是要看光學(xué)設(shè)計師理論的扎實度以及更“智慧”的運用軟件。 Cmp{F