[发明专利]基于加工公差约束的光学自由曲面棱镜面型参数优化方法

摘要

本发明属于光学领域的光学自由曲面设计及制造技术领域，涉及一种基于加工公差约束的光学自由曲面棱镜面型参数优化方法，包括：依次对每个初始的结构参数按照一定采样间隔进行公差范围的遍历，进行光学自由曲面棱镜结构的改变，统计每个结构参数改变过程中MTF值的变化趋势；由MTF值变化趋势确定影响成像质量较大的结构参数；根据影响成像质量较大的结构参数变化的最大极限与最小极限，再得到一系列具有新结构参数的光学自由曲面棱镜系统，进行综合优化设计，通过调整面型参数，使各位置的成像质量达到最佳；得到光学自由曲面棱镜最终的面型参数数据。本发明能够获取更为准确的光学自由曲面棱镜面型参数，提高设计精度。

主权项

一种基于加工公差约束的光学自由曲面棱镜面型数据优化方法，应用于光学自由曲面棱镜设计过程中，在初步设计时，首先依据实际的应用需求对光学自由曲面棱镜得到具有较佳的成像质量的棱镜面型参数和结构参数，以此作为初始面型参数和结构参数，再结合所确定的加工工艺的加工公差，确定棱镜结构参数的加工公差范围，得到每个结构参数变化的最大极限与最小极限；该面型参数优化方法包括下列步骤：1)依次对每个初始的结构参数按照一定采样间隔进行公差范围的遍历，进行光学自由曲面棱镜结构的改变，得到一系列具有新结构的光学自由曲面棱镜系统，统计每个结构参数改变过程中MTF值的变化趋势；2)由MTF值变化趋势确定影响成像质量较大的结构参数；3)根据影响成像质量较大的结构参数变化的最大极限与最小极限，再得到一系列具有新结构参数的光学自由曲面棱镜系统，将这些新的系统作为变焦系统的成像位置，采用具有光学优化设计和分析的光学软件进行综合优化设计，通过调整棱镜曲面的面型参数，使各位置的成像质量达到最佳；4)得到光学自由曲面棱镜最终的面型参数数据。