光學設計公差允許
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eH8 一 公差分配思路
P''5A6#5 原準備用ODP841進行公差分配計算,但該軟件是用于幾何傳函的計算,對小象差系統(tǒng)計算的結果比Zemax中的MTFT好的多,這是因為沒考慮衍射效應對象差的干擾。我們設計的系統(tǒng)鑒別率是很高的。因此用ODP841計算偏差很大。故采用Zemax計算。
%}< e;t-O 首先介召公差計算的總體思路:
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1Pr`r 在光學設計中給所有工藝允許的總公差是: 使最差情況下的傳函由于工藝因素的總下降量不大于0.15 lp/mm(下降后的傳函仍有MTF=0.15,以便CCD仍能分辯它對應的空間頻率),對于本系統(tǒng)就是在F=1.23光圈、1H,0.7H口徑下允許鑒別率總下降量不大于0.15 lp/mm。
~3]ZN'b\ 公差分配的環(huán)節(jié)有:
XwI~ 0 半徑、厚度1(透鏡厚度)、厚度2(透鏡氣隙)、玻璃折射率、玻璃色散、中心偏1(加工偏心)、中心偏2(裝配偏心)、余量
\BIa:}9O 上面的公差余量是為了在實際的工藝實施中,由于工藝原因必需放寬公差時,總公差允許量不致于超。 )
a/})X[2 在 計算公差時,先按經(jīng)驗以工藝上最寬松的條件給出各結構參量的公差預定值,這樣作是為了先考核最差情況對總公差的影響。當總公差不超時,也不能以此作為公差 分配的最終結果,因為在工藝允許的條件下,應盡量提高成象質(zhì)量,因此應減少對總公差影響大的諸結構公差,這樣才能最有效的提高成象質(zhì)量。
jZRf{ 二 公差分配
b=V"$(Q 1 思路
j$2rU' 對本樣例鏡頭,用Zemax公差計算功能時應遵循如下原則:
<n8K"(sy} (1) 因為F=2~8口徑均比F=1.2口徑的傳函高很多,因此應以F=1.2口徑傳函為準考核傳函變化量。 ^G7m,6E0
JCL+uEX4S (2) 在F=1.2口徑的傳函中,應要求0W,0.7W的傳函,而0W傳函比0.7W傳函高很多,因此應以0.7W視場傳函為準考核傳函變化量所允許的半徑公差。
qG=?+em (3) 在計算傳函時,應以MTF=0.3為基準考核傳函的空間頻率。
{VBn@^'s (4) 正態(tài)分布的蒙特卡羅數(shù)應取20以上,我們?nèi)?0(此數(shù)越大,得到的公差計算結果的可信度越高,但計算量就越大.
N)F&c!anh (5) 用傳函計算公差時,各結構變量公差預定值的給定,可參考“各結構公差計算時預定公差的給定原則”給出。
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3-A (6) 為了加速公差計算,應以光學設計中有象質(zhì)要求的各種情況下,傳函最低的的情況,計算公差的允許值。
;3 N0) 2 各結構公差計算時預定公差的給定原則
7'c ;$~ 2.1 TFRN(光圈公差)預定公差的給定
j41)X'MgJ 這個量是給各面半徑加公的允許偏差值,先統(tǒng)一給5道圈,計算出總偏差再調(diào)整。
tyEa5sy4 2.2 TTHI(厚度公差) 預定公差的給定
$0uh8RB 這個量給定各面位置的絕對偏差允許值,對于變焦系統(tǒng),由于有變焦曲線的嚴格限制,因此對各透鏡面位置的絕對值應進行控制。對本系統(tǒng),各面只有相對位置的要求,沒必要限定絕對位置,因此只需給出:1,2;2,3; …. 的面要求就可以了。
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JVZc 現(xiàn)各厚度加工的允許偏差預定值統(tǒng)一給0.05mm
2(SU# /, 2.3 TEDX,TEDY(零件允許平行偏心公差) 預定公差的給定
'VgdQp$L$ 這是光學零件與機械零件的配合公差中的偏心(平行)允許公差,給出0.05mm偏心允許預定值。
Vrwy+o>:X .4 TETX,TETY(零件允許傾斜偏心公差) 預定公差的給定
U8f!yXF' 這是光學零件與機械零件的配合公差中的偏心(傾斜)允許公差,給出6’=0.1°偏心允許預定值。 )
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