【正文】 )Best to Worst：首先用最接近的曲率半徑套樣板，最常用的方法 (3)Worst to Best：首先用最不接近的曲率半徑套樣板 (4)Long to Short：首先用最大的曲率半徑套樣板 (5)Short to Long：首先用最小的曲率半徑套樣板 在套樣板過程中，如果與某一半徑最匹配的樣板半徑被替代進(jìn)來作為實(shí)際曲率半徑，則該半徑的可變性被去掉，鏡頭將再次被優(yōu)化，優(yōu)化使用的是當(dāng)前的評(píng)價(jià)函數(shù)。 3. 我們選用 ，方法用 Try All Method，這樣可以看出不同方法之間的差異，同時(shí)也可找出最適宜的方法。 4. 套樣板后將產(chǎn)生一個(gè)文本，里面記錄了套樣板的順序、樣板 ID、新舊半徑值、套樣板后的 MF值及其改變量。通常 MF值改變?cè)叫?、最終 MF值越小結(jié)果越好。 5. 套樣板后要檢查各項(xiàng)指標(biāo)有無異常，有些半徑可能廠家沒有相應(yīng)的樣板，這時(shí)要么自已設(shè)定樣板，要么重新設(shè)計(jì)。 6. 半徑固定之后，就需要固定玻璃厚度和空氣間隙，原則上是先固定玻璃厚度然后再固定空氣間隙，先固定變化最小的厚度。并且每固定一個(gè)厚度都要重新優(yōu)化， MF值不能有顯著的上漲。通常保留一到兩位小數(shù)。結(jié)果為。使用的評(píng)價(jià)函數(shù)及結(jié)果如下： 下面看看各種指標(biāo)： MTF、畸變、相對(duì)照度、圈入能量 畸變小于 1%， MTF滿足要求 相對(duì)照度大于 60%，在一個(gè)像素內(nèi) ()，圈入能量大于 85% 系統(tǒng)參數(shù)： 公差分析： ? 沒有公差的系統(tǒng)是無法生產(chǎn)、無法裝配的，因此在做公差分析之前，設(shè)計(jì)仍沒有完成。 ? 最好的設(shè)計(jì)并不是那些完好滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)，而是能夠被 裝配 成完好滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)。 ? 誤差的來源：制造、裝配、材料、環(huán)境因素、設(shè)計(jì)中的殘余誤差。由于各種誤差的存在，因此設(shè)計(jì)時(shí)的技術(shù)指標(biāo)必須比設(shè)計(jì)要求高，要留有足夠的余量 ? 公差分析的步驟： 1）為鏡頭定義一組適當(dāng)?shù)墓睿?2）修改默認(rèn)的公差值或加入新值以適合系統(tǒng)的需要； 3）添加補(bǔ)償器，并設(shè)定補(bǔ)償器的允許范圍，默認(rèn)為后焦距； 4）選擇適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如 RMS點(diǎn)圖半徑、波前差、 MTF或視軸誤差等； 5）選技適當(dāng)?shù)姆治瞿Ｊ?，敏感分析或反敏感分析?6）執(zhí)行公差分析； 7）檢驗(yàn)由公差分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，考慮公差平衡。如果需要，修訂公差值并重復(fù)進(jìn)行分析。 常見的公差參數(shù)范圍： 操作數(shù) 商用 精密 高精密 波前差 λRMS λRMS 2 λPV λ PV λPV 厚度 半徑 % % % 折射率 表面偏心 表面傾斜 1弧分 30弧秒 3弧秒 球狀度 2 fringes fringes fringes 非規(guī)則度 1 fringes fringes fringes 非球面度 1% % % 元件傾斜 5弧分 3弧分 1弧分 元件偏心 ? 下面就對(duì)前面結(jié)果 。 ? 點(diǎn)擊 Editors Tolerance Data Tools Default Tolerances… ，彈出如下對(duì)話框。選擇需要的公差，并設(shè)定其公差值，點(diǎn)擊 OK。然后將第二行的波長(zhǎng)改為我們?cè)?Wav中設(shè)定的參考波長(zhǎng)。下面對(duì)該對(duì)話框的內(nèi)容作一些簡(jiǎn)要的說明。 ? 在該對(duì)話框中，左邊是表面公差，右邊是元件公差。 Fringes是指由在測(cè)試波長(zhǎng)處能量的光圈來指定，該公差只能被放在那些有光能的表面上，這樣就排除了兩邊有相同折射率的虛擬面。如果表面是一個(gè)平面，則默認(rèn)公差值被指定為一個(gè)以光圈表示的變化量，即使選擇了其它選項(xiàng)也是這樣。 ? S+A不規(guī)則度：如果選中，將在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面型上指定一個(gè)球形和像散不規(guī)則度。 ? Zern不規(guī)則度：如果選中，將在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面型上指定一個(gè)澤尼克不規(guī)則度。 ? Start At Row：指出默認(rèn)公差放在公差數(shù)據(jù)編輯器中的哪個(gè)地方。如果行號(hào)大于 1，那就從指定的行號(hào)開始附加新的默認(rèn)公差。 ? Use Focus Comp：使用聚焦補(bǔ)償器。如果選中，則將定義一個(gè)默認(rèn)后焦距補(bǔ)償器。使用補(bǔ)償器可以大大緩解某些公差。補(bǔ)償器的使用要根據(jù)具體情況來定。 ? 選用默認(rèn)的公差后還可根據(jù)需要其它定義補(bǔ)償器：在公差編輯器中插入操作數(shù) COMP定義補(bǔ)償器，其中 Code=0補(bǔ)償器為厚度； Code=1補(bǔ)償器為曲率半徑； Code=2補(bǔ)償器為圓錐曲線 ? 公差定義完后，接下來就是執(zhí)行公差分析。但在執(zhí)行公差分析之前還需作一些準(zhǔn)備工作。 ? 將所有變量及解都移除。因?yàn)楣罘治鰰r(shí)不能改變?cè)O(shè)計(jì) ? 打開場(chǎng)編輯對(duì)話框，添加 Y方向的場(chǎng)點(diǎn)。因?yàn)槠幕騼A斜使結(jié)構(gòu)已不對(duì)稱。同時(shí)由于我們最終結(jié)果是以 MTF來評(píng)價(jià)的，因此暫時(shí)先只取邊界場(chǎng)點(diǎn)，使公差首先滿足邊界 MTF，然后再考慮所得公差能否滿足中心視場(chǎng)要求，如果不滿足，對(duì)公差進(jìn)行縮緊。 ? 打開兩個(gè) MTF圖，使其分別對(duì)應(yīng)一個(gè)視場(chǎng)，頻率設(shè)置為 51 ? 選擇 Tools Tolerancing Tolerancing… ，打開公差分析對(duì)話框 對(duì)話框各項(xiàng)的意義如下： Mode有四種： Sensitivity計(jì)算 每一個(gè)公差極值對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的 改變； Inverse Limit計(jì)算每一公 差值，該公差值產(chǎn)生一個(gè)與極 值參數(shù)指定值相等的評(píng)價(jià)函數(shù)； Inverse Increment計(jì)算每一公 差值，該公差會(huì)產(chǎn)生一個(gè)等于 增量值的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的改變量； Skip Sensitivity忽略敏感度分 析，直接進(jìn)行蒙特卡羅分析。 需注意的是：極值或增量是使 每一個(gè)公差達(dá)到指定的值，而 不是使整體公差達(dá)到指定值。 Increment(增量 )：當(dāng) Mode選 Inverse limit或 Inverse Increment被激活，可輸入要求的極值或改變量，點(diǎn)擊“ ?“ 可查詢當(dāng)前評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) (Criteria)的值。 Monte Carlo Runs：蒙特卡羅運(yùn)行次數(shù)。此操作用 Statistics指定的統(tǒng)計(jì)分布隨機(jī)分析運(yùn)行次數(shù)指定的數(shù)量的鏡頭，這些鏡頭是符合指定公差的。該操作模擬了實(shí)際生產(chǎn)裝配中各種公差對(duì)鏡頭的影響，利用它可以估計(jì)成品率。 Save Monte Carlo Runs：保存蒙特卡羅分析結(jié)果的個(gè)數(shù)。 Criteria：指定公差評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)根據(jù)需要選用合適的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 Sampling：采樣率。數(shù)值越大計(jì)算越準(zhǔn)確，計(jì)算速度越慢。 Comp：評(píng)估補(bǔ)償器， Paraxial Focus只考慮近軸后焦點(diǎn)的誤差，計(jì)算速度快，但不如 Optimize All精確。 Fields：視場(chǎng)，通常用于優(yōu)化和分析的視場(chǎng)對(duì)于公差是不適合的。當(dāng)使用漸暈因子、分析多重結(jié)構(gòu)時(shí)推薦使用 User Defined Script：用戶用腳本語言定義的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，與 Criteria中的 User Script聯(lián)合使用 MTF Frequency；當(dāng)使用 MTF作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需要定義 MTF頻率。 Config：分析多重組態(tài)時(shí)需指定組態(tài)序號(hào)，只有選中的組態(tài)才被考慮。 Cycles：循環(huán)次數(shù)，當(dāng) Comp選 Optimize All時(shí)有效。 Separate Fields/Configs：如果選中此項(xiàng)，則 ZEMAX就會(huì)分別計(jì)算每個(gè)組態(tài)的每一視場(chǎng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并驗(yàn)證每一視場(chǎng)是否符合極限值或是增量值。 Force Ray Aiming On：強(qiáng)制光線瞄準(zhǔn)，使用光線瞄準(zhǔn)通?？梢垣@得更精確的結(jié)果，但計(jì)算速度也更慢。 Show Descriptions：顯示每個(gè)公差操作數(shù)意義的完整描述。 Show Compensators：選中此項(xiàng)，則每個(gè)補(bǔ)償器值將和每個(gè)公差在評(píng)價(jià)函數(shù)中一起被打印出來。 Overlay MC Graphics：選中此項(xiàng)，則打開的圖形分析窗口將被蒙特卡羅分析所產(chǎn)生的鏡頭的圖形覆蓋，這對(duì)于顯示相似文件的性能范圍很有用。 Hide All But Worst：僅打印性能最差的鏡頭個(gè)數(shù) (Show Worst定義 )。 Statistics：統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)類型，有高斯正態(tài)分布 (Normal)、均勻分布(Uniform)、拋物線分布 (Parabolic) Status：公差分析過程中的狀態(tài) ? 我們使用” Inverse Increment” 來設(shè)置公差，增量初步使用 ，評(píng)價(jià)函數(shù)使用平均幾何 MTF(Geom. MTF Avg)，如果使用衍射 MTF，則在公差較寬時(shí)，基于衍射的 MTF可能會(huì)有問題，因?yàn)楣獬滩钐髸r(shí)，衍射 MTF可能不能計(jì)算或沒有意義。 MTF的頻率選擇 51，這是指標(biāo)中要求的。 ? 運(yùn)行完成之后得到如下的 MTF圖，公差編輯器的數(shù)據(jù)也有變化。 ? 從 MTF圖看，相當(dāng)多的 MTF值太低，在蒙特卡羅結(jié)果中可看出具體的比例： 只有 50%的 MTF值大于 23%。這說明利用增量得到的公差太松，增量太大。 ? 下一步就對(duì)公差進(jìn)行緊縮，減小增量值。下面我們用 RMS點(diǎn)列圖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來確定公差。先將所有視場(chǎng)都加上，將公差重新設(shè)置為默認(rèn)值。 ? 打開三個(gè) MTF，使其分別對(duì)應(yīng) 0視場(chǎng)及兩個(gè)邊界視場(chǎng)，頻率設(shè)為 51 ? 選擇 Tools Tolerancing Tolerancing… ， Mode使用 Inverse Limit，點(diǎn)擊“？”查看當(dāng)前的點(diǎn)圖大小，其值為 ，有公差時(shí)點(diǎn)列圖將增大，我們將其值限制為 。蒙特卡羅分析的數(shù)量增加到 50。從結(jié)果看，有90%的 RMS小于 ，這比 CCD的像元小， CCD可以分辨。 ? 從中心視場(chǎng)及邊界視場(chǎng)的 MTF看，只有少數(shù)幾個(gè)結(jié)構(gòu)的 MTF不滿足要求。因此在這種公差設(shè)置下，成品率是比較高的。 最終公差值可由 Tools Tolerance Tolerance Summary 得出。最后還要對(duì)公差進(jìn)行檢察，看看有沒有需要調(diào)整的。