【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光学领域，尤其涉及一种光学系统的元件公差分析及品质评价方法、装置。
技术介绍
1、高性能光学成像系统是人类科学探索和工程应用仪器中的重要部分，高精度光学曲面的制造是其中一个长久的研究课题。半个多世纪以来，公差分析方法一直被认为是最有效的光学系统中的元件分析方法，其中，公差分析方法给出的公差是光学元件整个曲面几何面形的最大波像差均方根rms或波像差峰-谷pv值。同时，光学元件制造过程中也是采用整个曲面几何面形的rms或pv值精度来评估元件品质。但是，几何面形精度更高的元件未必成像质量更好。因此，为了提高光学系统的成像性能，亟需一种有效的光学系统的元件公差分析及品质评价方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提出了一种光学系统的元件公差分析及品质评价方法、装置。
2、根据本公开的一方面，提供了一种光学系统的元件公差分析方法，包括：针对光学系统中的待分析光学元件，确定所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限；根据所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件的局域面形公差分布，其中，所述待分析光学元件的局域面形公差分布中包括所述待分析光学元件的光学曲面上不同点的面形公差。
3、在一种可能的实现方式中，所述针对光学系统中的待分析光学元件，确定所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，包括：确定所述光学系统对应的至少一个采样视场；针对任意一个所述采样视场，根据所述采样视场对应的波像差设计峰值和波像差设计谷值，确定所述待分析光学
4、在一种可能的实现方式中，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件的局域面形公差分布，包括：针对任意一个所述采样视场，根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件在所述采样视场下的局域面形公差分布；对所述待分析光学元件在所述至少一个采样视场下的局域面形公差分布求取交集，得到所述待分析光学元件的局域面形公差分布。
5、在一种可能的实现方式中，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件在所述采样视场下的局域面形公差分布，包括：根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下的波像差上限和波像差下限；在所述待分析光学元件的光学曲面上确定多个采样点；根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下的波像差上限和波像差下限，确定所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上每个所述采样点处的面形公差；根据所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上所述多个采样点处的面形公差，确定所述待分析光学元件在所述采样视场下的局域面形公差分布。
6、在一种可能的实现方式中，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下的波像差上限和波像差下限，确定所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上每个所述采样点处的面形公差，包括：针对所述多个采样点中的任意一个采样点，根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下的波像差上限，确定所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上所述采样点处的面形上偏差；根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下的波像差下限，确定所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上所述采样点处的面形下偏差；将所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上所述采样点处的面形上偏差和面形下偏差的差值，确定为所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上所述采样点处的面形公差。
7、在一种可能的实现方式中，所述光学系统中包括多个待分析光学元件；所述针对任意一个所述采样视场，根据所述采样视场对应的波像差设计峰值和波像差设计谷值，确定所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下对应的波像差容限，包括：根据所述采样视场对应的波像差设计峰值和波像差设计谷值，以及第一分配条件和第二分配条件，为每个所述待分析光学元件的光学曲面分配所述采样视场下对应的波像差容限，其中，所述第一分配条件为所述多个待分析光学元件的光学曲面的面形误差引起的波像差变化量满足线性叠加关系，所述第二分配条件为所述多个待分析光学元件的光学曲面对应的波像差之和大于等于所述采样视场对应的波像差容限谷值且小于等于所述采样视场对应的波像差容限峰值。
8、在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据所述待分析光学元件的局域面形公差分布，制造所述待分析光学元件，其中，所述待分析光学元件的制造误差满足所述待分析光学元件的局域面形公差分布。
9、在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述待分析光学元件的制造误差导致光学曲面半径存在半径偏差的情况下，根据所述待分析光学元件的光学曲面半径的半径偏差，通过移动所述待分析光学元件的位置进行补偿；针对补偿后的所述待分析光学元件，根据所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，重新确定所述待分析光学元件的局域面形公差分布。
10、根据本公开的一方面，提供了一种光学系统的元件品质评价方法，包括：针对光学系统中的待评价光学元件，确定所述待评价光学元件的光学曲面的品质评价函数；根据所述品质评价函数，确定所述待评价光学元件对应的品质评价函数值，其中，所述品质评价函数值用于对所述待评价光学元件进行品质评价。
11、在一种可能的实现方式中，所述根据所述品质评价函数，确定所述待评价光学元件对应的品质评价函数值，包括：确定所述光学系统对应的至少一个采样视场；根据所述待评价光学元件的光学曲面上不同点的制造误差、所述待评价光学元件的光学曲面上不同点在每个所述采样视场下的初始波像差、所述待评价光学元件的光学曲面上不同点在每个所述采样视场下的辐照度，确定所述待评价光学元件在每个所述采样视场下对应的波像差均方根；利用所述品质评价函数，根据所述待评价光学元件在所述至少一个采样视场下对应的波像差均方根，确定所述待评价光学元件对应的品质评价函数值。
12、在一种可能的实现方式中，所述利用所述品质评价函数，根据所述待评价光学元件在所述至少一个采样视场下对应的波像差均方根，确定所述待评价光学元件对应的品质评价函数值，包括：利用所述品质评价函数，根据所述待评价光学元件在所述至少一个采样视场下对应的波像差均方根，以及每个所述采样视场对应的权重，确定所述待评价光学元件对应的品质评价函数值。
13、根据本公开的一方面，提供了一种光学系统的元件公差分析装置，包括：波像差容限分配模块，用于针对光学系统中的待分析光学元件，确定所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限；局域面形公差确定模块，根据所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件的局域面形公差分布，其中，所述待分析光学元件的局域面形公差分布中包括所述待分析光学元件的光学曲面上不同点的面形公差。
14、根据本公开的一方面，提供了一种光学系统的元件品本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学系统的元件公差分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对光学系统中的待分析光学元件，确定所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件的局域面形公差分布，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件在所述采样视场下的局域面形公差分布，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下的波像差上限和波像差下限，确定所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上每个所述采样点处的面形公差，包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光学系统中包括多个待分析光学元件；
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特
9.一种光学系统的元件品质评价方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述品质评价函数，确定所述待评价光学元件对应的品质评价函数值，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述利用所述品质评价函数，根据所述待评价光学元件在所述至少一个采样视场下对应的波像差均方根，确定所述待评价光学元件对应的品质评价函数值，包括：
12.一种光学系统的元件公差分析装置，其特征在于，包括：
13.一种光学系统的元件品质评价装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光学系统的元件公差分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对光学系统中的待分析光学元件，确定所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件的局域面形公差分布，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下对应的波像差容限，确定所述待分析光学元件在所述采样视场下的局域面形公差分布，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述待分析光学元件的光学曲面在所述采样视场下的波像差上限和波像差下限，确定所述采样视场下所述待分析光学元件的光学曲面上每个所述采样点处的面形公差，包括：
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