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光行天下 -> 專家欄：高國(guó)欣 -> 光學(xué)設(shè)計(jì)指引 [點(diǎn)此返回論壇查看本帖完整版本]

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GGX19458132

2012-07-06 09:59

光學(xué)設(shè)計(jì)指引

光學(xué)設(shè)計(jì)指引概論
    我在網(wǎng)上有許多的朋友，我的“數(shù)碼鏡頭設(shè)計(jì)原理”得到多數(shù)網(wǎng)友的喜歡，不少網(wǎng)友問我“數(shù)碼鏡頭設(shè)計(jì)原理”的高級(jí)篇什么時(shí)候完成？我也很想繼續(xù)寫下去，給網(wǎng)友更大的幫助，可是由于我退休后在深圳又做了7年，在這段時(shí)間不便在網(wǎng)上多談設(shè)計(jì)方面的問題，今天終于有屬于自己的時(shí)間了，我準(zhǔn)備開設(shè)另外的話題“光學(xué)設(shè)計(jì)指引”，我覺得光學(xué)設(shè)計(jì)的思路，比具體的課題更重要,另外就課題本身來說，牽涉到許多商業(yè)機(jī)密，不便深入探討，但只要我們有了正確的思維方法，具體的光學(xué)設(shè)計(jì)課題會(huì)不攻自破。
    這7年我主要從事投影系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)工作，光學(xué)設(shè)計(jì)指引也是從此談起。
    系統(tǒng)原理架構(gòu)的光學(xué)性能把握，是光學(xué)設(shè)計(jì)指引的關(guān)鍵所在。每種類型的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能，是通過技術(shù)要求進(jìn)行約束的，約束方法的科學(xué)性，高效性，是掌握系統(tǒng)通過優(yōu)化達(dá)到設(shè)計(jì)要求的必經(jīng)之路，這方面是光學(xué)設(shè)計(jì)指引要重點(diǎn)談到的問題。
    PWC法是不易掌握的方法，但幾乎所有好的教課書都談到了它，可在實(shí)際應(yīng)用中由于時(shí)間關(guān)系，很難實(shí)用化，這個(gè)問題應(yīng)如何看？我經(jīng)過了很長(zhǎng)時(shí)間的探索，最終找到了解決辦法。PWC法作為一種光學(xué)設(shè)計(jì)理念是非常重要的，需要花費(fèi)一定的精力去探索它，只要我們從理論上能理解透，并能用數(shù)學(xué)軟件對(duì)具體鏡頭進(jìn)行設(shè)計(jì)就可以了，目的是通過PWC法對(duì)光學(xué)系統(tǒng)原理架構(gòu)進(jìn)行定性分析，知道所要設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)的原理架構(gòu)，應(yīng)是什么樣的，如何控制，現(xiàn)在我用此觀點(diǎn)，在兩個(gè)星期的時(shí)間可以設(shè)計(jì)出較復(fù)雜的變焦系統(tǒng)，一個(gè)星期完成微投影鏡頭設(shè)計(jì)，兩個(gè)星期完成DLP投影照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
   各種軟件有各自的長(zhǎng)處：（1）CODE V最大長(zhǎng)處，是用于尋找高性能的鏡頭初解；（2）ZEMAX的操作集非常靈活，便于控制與編輯，尤其與ECSEL軟件聯(lián)合使用，有意向不到的效果；ZEMAX軟件可以精準(zhǔn)控制優(yōu)化，達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。（3）ZEMAX可以用來求解非線性光學(xué)方程組，例如求解指定塑料的熱變折射率系數(shù)，從而對(duì)不同溫度下的塑料鏡頭進(jìn)行溫度修正設(shè)計(jì)。(4) 網(wǎng)上有ZEMAX，CODE V 文件的互相轉(zhuǎn)換介紹，其中沒有解決的最大問題是漸暈系數(shù)問題(可以通過ZPL宏匯編解決)，實(shí)現(xiàn)ZEMAX與CODE V數(shù)據(jù)文件高效轉(zhuǎn)換，是提高光學(xué)設(shè)計(jì)效率的關(guān)鍵，對(duì)變焦系統(tǒng)尤其如此。（5）CODE V有凸輪曲線計(jì)算功能，但他要給出凸輪上的幾個(gè)點(diǎn)，然后用插值方法求解出通過這幾個(gè)點(diǎn)的凸輪點(diǎn)集。ZEMAX的凸輪宏程序，只需給出變焦凸輪兩端點(diǎn)，由于宏程序是對(duì)每個(gè)凸輪點(diǎn)進(jìn)行象質(zhì)優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此所得點(diǎn)集就是最佳象面的點(diǎn)集，可見ZEMAX凸輪點(diǎn)集要比CODE V點(diǎn)集更優(yōu)。（6）在照明系統(tǒng)中復(fù)眼設(shè)計(jì)是難點(diǎn)，它要考慮前后光路的光束傾角，來確定在其上不跨復(fù)眼的約束方法，這是從能量觀點(diǎn)出發(fā)的約束，這與成像系統(tǒng)的象質(zhì)約束完全不同(7)從架構(gòu)原理上看，一個(gè)投影系統(tǒng)，可以看成一個(gè)伽利略系統(tǒng)（或逆伽利略系統(tǒng)）＋目鏡系統(tǒng)，這樣做成幾個(gè)逆伽利略系統(tǒng)，再在網(wǎng)上下載幾個(gè)目鏡系統(tǒng)，將其組配就可靈活構(gòu)成一個(gè)投影
系統(tǒng)，這樣的方式尋找初解，一天可組成3個(gè)，在CODE V中優(yōu)化，可以很快找出適合的初解。這只是我用于找初解的方法之一。
    從全局觀點(diǎn)出發(fā)，靈活運(yùn)用光學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)原理，進(jìn)行組配設(shè)計(jì)，是光學(xué)設(shè)計(jì)指引的靈魂。

    今天先聊這些。
    說明：在深圳的7年，光行天下給了我很多幫助，我以前文章的積分，一直給我保留著，使我能順利下載需要的資料，對(duì)此我感謝光行天下論壇，并祝愿辦的更好，給更多的光學(xué)同行以幫助。
                      謝謝！

                                      GGX1945813    2012.7.5

cyqdesign	2012-07-06 10:36
歡迎高老師再次來到光行天下論壇，大家都等著你的指點(diǎn)呢。

legendlyy	2012-07-06 12:40
高老師再次駕臨！

yu-xuegang

2012-07-06 12:48

很久沒有高老師的消息了，今天看到這個(gè)帖子，很高興。
高老師，現(xiàn)在有時(shí)間了，總結(jié)一下自己的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該出一本光學(xué)設(shè)計(jì)類的實(shí)用書籍，這樣對(duì)我們這些晚輩有一個(gè)很好的指導(dǎo)和引領(lǐng)作用，功不可沒！
如果高老師有這個(gè)打算，我可以幫助你做一些比如排版、畫圖、模擬之類的工作，期待您的回復(fù)！

earthen	2012-07-06 13:04
謝謝LZ的文章 Wg`R_>qQSm 終于又看到前輩回來啦

panyingkok	2012-07-06 13:21
無名小弟誠(chéng)心聽教

optifdtd	2012-07-06 13:25
很有用的資料,期待高老師更多的指引

jiangym	2012-07-06 17:30
期待著高老師出書

superyu2009	2012-07-06 17:33
高老師，感謝您對(duì)我們的幫助！ b+Br=Fv"T

vurtne_000	2012-07-06 17:57
我也看了好多關(guān)于PW算法的資料，但是具體到運(yùn)用還是一頭霧水！多謝前輩指導(dǎo) 我也會(huì)繼續(xù)關(guān)注！

huangxing912	2012-07-06 18:13
學(xué)習(xí)啊，老師就在深圳�。∥乙苍谏钲�

之戈	2012-07-06 20:54
坐等前輩續(xù)集哈，謝謝奧～～～

hutuwa	2012-07-07 11:37
高老師跟我們搞個(gè)培訓(xùn)吧，好期待！

a281335442	2012-07-07 13:30
時(shí)光荏苒！還請(qǐng)高老不吝賜教~作為一個(gè)光學(xué)行業(yè)新人，還有太多的知識(shí)需要學(xué)習(xí)

slsz07	2012-07-07 14:35
感謝高老師

天使任性撒野	2012-07-07 14:39
路過的

janmei2003	2012-07-07 18:48
感謝高老師的無私奉獻(xiàn)，期待高老師的再次出山��！

irving4035	2012-07-08 13:14
期待已久，聆聽大師的指引

桃木	2012-07-09 08:18
x謝謝分享給我們哦

tongtai668	2012-07-09 10:55
好文章，拜讀 AQ='\|%

宋國(guó)真人	2012-07-09 23:05
期待的大師終于回來了

372602395	2012-07-10 18:08
pwc法的靈魂在于是給出接近好設(shè)計(jì)的近似，是一個(gè)高級(jí)光學(xué)人員的思想的交流語(yǔ)言。在實(shí)際的應(yīng)用中，不一定要使用！

huxingong	2012-07-11 08:59
膜拜ing，快出書吧，市面上有用的與軟件結(jié)合的書太少了

5234868	2012-07-11 19:13
太好了，您又回來了

zyanweb	2012-07-12 10:03
強(qiáng)烈關(guān)注中！期待高老師指點(diǎn)。

光爺	2012-07-13 21:30
膜拜，望前輩多傳授經(jīng)驗(yàn)

ddtfkanlw	2012-07-16 19:36
期待著高老師出書,期待著高老師出書

xiyin0825	2012-07-17 08:51
歡迎高老師回來

liuyanfei	2012-07-17 10:52
大神�。。。�

農(nóng)遠(yuǎn)峰	2012-07-19 19:19
高老師，感謝您對(duì)我們這些后輩的幫助。期待高老師出書

gylx1206	2012-07-20 16:07
感謝教導(dǎo)！�。�！

youyou6	2012-07-21 15:37
高老師風(fēng)云再起~

xiyin0825	2012-07-26 20:00
看看，歡迎高老師回歸

yowen	2012-07-27 22:41
期待了這么久總有重出江湖！ y)@[Sl> 熱烈歡迎！

njzhujianhui	2012-07-28 00:21
謝謝樓主的文章 F;<xnC{[

sbhuhu	2012-08-03 16:09
這幾天才發(fā)現(xiàn)高老師的資料，受益頗多，望指教。

08wjg	2012-08-10 08:01
高老師，感謝您對(duì)我們的幫助。

cmcc	2012-08-11 12:36
感謝分享你的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過閱讀本貼能讓我有個(gè)初步而深刻的認(rèn)識(shí)，我會(huì)繼續(xù)關(guān)注你后續(xù)的帖子。

風(fēng)火山林	2012-08-16 08:44
歡迎高老師回家，指導(dǎo)提高后輩的水平

hustxyz	2012-08-22 10:02
高老師，感謝您對(duì)我們的幫助！ HJ0;BD.] 1jF`5k

pls24	2012-08-26 15:47
感謝高老師..

翔羽子	2012-08-28 21:57
感謝高老師的無私分享，給無數(shù)光學(xué)晚輩們指出了光學(xué)設(shè)計(jì)的精要所在，真是受益匪淺

xj2010cg	2012-09-02 16:27
感謝老師的幫助

liushi11	2012-09-06 11:02
謝謝老師

liushi11	2012-09-06 11:04
學(xué)習(xí)啊

小笨孩	2012-09-14 00:07
太感謝了。太有啟迪性了。

geoffrey924	2012-10-02 16:53
經(jīng)驗(yàn)之談！感謝高老師

q5909811	2012-10-02 21:25
很有用啊

fusam	2012-10-03 22:48
有老前輩您的指點(diǎn)與教導(dǎo)~~是我們的榮幸

hxg910	2012-10-11 10:38
非常感謝高老師

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