CODE V相对照度优化案例（2）——CODE V宏函数篇

使用相对照度约束进行优化

现在的目标是在自动化设计中通过对相对照度进行约束以提升性能，将使用TRA_1FLD函数的输出值构造相对照度的约束函数。

在使用TRA_1FLD函数之前，需要对其句法里涉及到的输入/输出变量进行定义，在命令行窗口中输入GBL NUM ^pol_input(5) ^output_minfld(10,4) ^output_maxfld(10,4)，按下回车键后CODE V将建立名为^pol_input，含有5个元素的一维数组全局变量，建立名为^output_minfld及^output_maxfld的10*4二维矩阵全局变量。

选择优化 > 自动化设计打开自动化设计页面，在用户约束/光线定义标签栏中插入3行自定义约束函数，分别输入下图所示的约束函数名称及约束定义，其中第一行定义的是最大视场下的TRA_1FLD函数，第二行定义的是轴上视场下的TRA_1FLD函数，式中各参数的含义可以在前文TRA_1FLD函数简介中查阅，需要重点说明的是由于本案例的镜头具有负渐晕系数，为了防止光线追迹时边缘光线的溢出，故对光线网格尺寸进行适当放大。第三行定义的是最大视场下的相对照度，根据TRA_1FLD函数的定义，^output_maxfld(4,4)及^output_minfld(4,4)表明的是两个视场下的平均总透射率数据。

定义好约束函数后，在特定约束标签栏中点击插入用户自定义约束，在插入/编辑用户自定义约束页面中先选择@flag_maxfld及@flag_minfld的约束模式设置为仅显示，再选择@relative_illumination作为约束，约束模式设为>下边界，约束目标为0.75，需要注意的是必须将@flag_maxfld及@flag_minfld的约束放在@relative_illumination约束之前，否则会由于未运行TRA_1FLD函数导致@relative_illumination无法计算而产生错误。

点击插入特定约束按钮，设置有效焦距(EFL)的约束为=100，设置系统总长(OAL)（第一面至像面）的约束为<330，设置像面间隙(IMC)的约束为>133，设置好的特定约束界面如下图所示。

在输出/退出控制标签栏中，勾选创建误差函数与周期图表复选框。点击确定运行自动化设计，优化完成后在系统数据的视场/渐晕选项内用默认设置重置一次渐晕，优化结果如下图所示。

还可以使用宏命令编程执行自动化设计，下图为自动化设计部分的代码，以aut, go为起末，第二行efl=100; oal S1..i<330; imc>133分别为焦距、总长及后焦的约束，第三行为最大视场下的TRA_1FLD函数定义，第四行为最大视场下的TRA_1FLD函数运行报错监控，第五行为轴上视场的TRA_1FLD函数定义，第六行为轴上视场的TRA_1FLD函数运行报错监控，第七行为相对照度的定义，第八行为相对照度的约束，第九行为绘制误差函数随迭代次数的曲线图。

将代码写入CODE V的编辑器中，保存为.seq文件后直接拖入CODE V主界面即可执行该宏，注意在此之前需要先在命令行窗口中对所需变量进行定义。

如需要宏代码，请联系support@wavelab-sci.com.cn。

结果对比

在菜单栏中选择分析 > 诊断 > 相对照度，在弹出的对话框中选择默认设置绘制相对照度随视场变化的曲线，如下左图所示，若在优化时未添加相对照度约束，其优化后的相对照度曲线如下右图所示。

在工具栏中点击快速视场图按钮，在修改设置中将最大绘图畸变改为5，使用相对照度与否进行优化的畸变曲线对比如下图所示，可以看到在提升相对照度后，畸变有所增加。

总结

本文首先介绍了相对照度的定义及余弦四次方定律的概念，随后介绍了如何使用TRA_1FLD函数创建用户自定义约束，通过在自动化设计中添加相对照度的表达式及约束，实现了对相对照度的优化，最后对比了有无相对照度约束的优化结果，表明优化相对照度可能会导致畸变增大。

     免责声明：编写或转载此文是为了传递更多的信息，为光电行业尽一些绵薄之力。若文字或图片侵犯了您的合法权益或有不当之处，请作者在20个工作日之内与我们联系，我们将协调给予处理。

      联系邮箱：lm@focaloptics.com，欢迎相关行业朋友向我们投稿。谢谢。