【技术实现步骤摘要】
一种光学系统的经济公差分析方法、装置、设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及光学设计
，具体涉及一种光学系统的经济公差分析方法。
技术介绍
[0002]当前，光学系统设计往往需要进行公差分析，此时主要公差分析的是公差对像质的影响，但是对于大规模生产加工的镜头，例如车载镜头、手机镜头等，其中的公差成本因素也是需要考虑的。公差大小与公差成本之间的关系往往是非线性的，且随着公差的增大，公差成本也会显著降低，但是同时也会造成像质变差。因此要求公差不仅可以满足像质要求，还要保证成本最低，这种公差称为经济公差，但是目前针对于光学设计系统中并没有一套精准严苛的经济公差权衡方式。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种光学系统的经济公差分析方法、装置、设备和存储介质，通过畸变表达式和公差成本函数联立求解公差值，可以保证满足畸变要求的同时，又可使加工成本达到最低，提供了经济公差权衡的解决方案。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种光学系统的经济公差分析方法，包括：
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光学系统的经济公差分析方法，其特征在于，包括：确定待分析结构的参数公差，其中，所述参数公差包括曲率半径公差、厚度公差、折射率公差、偏心公差以及倾斜公差；基于所述曲率半径公差、厚度公差、折射率公差、偏心公差以及倾斜公差运用泰勒公式确定畸变函数；利用光学系统基于物方确定灵敏度系数；根据预设的曲率半径公差、厚度公差、折射率公差、偏心公差以及倾斜公差各自对应的加工参数信息确定半径公差、厚度公差、折射率公差、偏心公差以及倾斜公差各自对应的公差成本函数；根据所述灵敏度系数和公差成本函数以及畸变函数确定曲率半径公差、厚度公差、折射率公差、偏心公差以及倾斜公差对应的经济公差。2.根据权利要求1所述的光学系统的经济公差分析方法，其特征在于，基于所述曲率半径公差、厚度公差、折射率公差、偏心公差以及倾斜公差运用泰勒公式确定畸变函数的步骤包括：针对曲率半径、厚度、折射率、偏心、倾斜五种结构参数与畸变的关系δy'＝δy'(t1,t2,...t
n
)，按照泰勒公式展开，并略去三阶项及高于三阶的项：其中δy'表示畸变，y'
z
表示主光线位于像面高度，表示理想像高，t
i
,t
j
表示标准结构参数，所述标准结构参数包括：曲率半径、厚度、折射率、偏心、倾斜，Δt
i
,Δt
j
分别表示结构参数t
i
,t
j
的公差大小，分别表示一阶灵敏度系数和二阶灵敏度系数。3.根据权利要求1所述的光学系统的经济公差分析方法，其特征在于，利用光学系统基于物方确定灵敏度系数的步骤包括：在光学系统中，追踪主光线与各个透镜的交点及传播方向，其中，基于光线在前一透镜上面的交点坐标和传播方向为，追迹光线得到光线在下一面透镜上的交点坐标，以及光线的传播方向，直至像面为止；根据追踪主光线得到的坐标和方向计算所述灵敏度系数。4.根据权利要求3所述的光学系统的经济公差分析方法，其特征在于，在光学系统中，追踪主光线与各个透镜的交点及传播方向的步骤，包括：基于已知光线与前一透镜上的交点坐标P
i
(x
i
,y
i
,z
i
)，光线传播方向为利用标准球面方程、折射定律矢量表达式及相关矢量几何关系式，得到光线在下一面透镜上的交点坐标P
i+1
(x
i+1
,y
i+1
,z
i+1
)，以及光线接下来的传播方向其中(x,y,z)表示以透镜球面为顶点建立坐标系时坐标，(α,β,γ)表示三个方向余弦，所述球面方程表示如下：x2+y2+z2‑
2rx＝0
其中r表示球面半径，所述折射定律矢量表达式如下：n,n'分别表示物方折射率和像方折射率；表示法线方向向量，是单位向量。5.根据权利要求4所述的光学系统的经济公差分析方法，其特征在于，根据追踪主光线得到的坐标和方向计算所述灵敏度系数的步骤，包括：获取主光线坐标和传播方向矢量以及主光线追迹方程组；对相关结构参数微分求导，得到相邻两面之间的灵敏度系数，方程组包括坐标y,z和方向β,γ，表达式如下：其中y
i
,z
i
,β
i
,γ
i
是复合函数；y
i
‑1,z
i
‑1,β
i
‑1,γ
i
‑1,y
i
,z
i
为相关中间变量；t
i
表示曲率半径、厚度、折射率、倾斜、偏心五种结构参数，为自变量；结合折射定律和带有偏心、倾斜的球面坐标方程式对结构参数进行微分求导，其中，所述在XOY面内带有偏心、倾斜的球面其坐标方程式表示成下式：(x
‑
r cos(θ))2+(y
‑
r sin(θ)
‑
p)2+z2＝r2其中，θ...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡源，姜浩，程斌鹏，付跃刚，姜会林，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
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