【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，涉及一种带有自由曲面透镜的复杂光学系统鬼像的分析及消除方法。
技术介绍
1、自由曲面的使用可以减少光学系统数量，提高系统结构紧凑性，而且更提高光学系统性能等优点，但同时具有更多设计自由度，因此，自由曲面具有非旋转对称性，也就是说对于一片自由曲面透镜，它的每个位置曲率半径可能都不相同，那么，自由曲面上每个位置产生的鬼像也不一样。现有光学系统的鬼像分析方法只针对于旋转对称光学系统，分析了某个或某几个视场的鬼像，显然不能够全面分析整个自由曲面的鬼像。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，用于自由曲面光学系统鬼像分析，在设计阶段消除光学系统明亮鬼像对自由曲面光学系统像质的影响。
2、本专利技术的技术解决方案是：一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，包括：
3、选取视场，计算选取的各个视场的光线入射到自由曲面表面的入射角，并根据预设判定条件确定产生明亮鬼像的表面的初始定位结果；
4、对各个视场光线进行光线追迹，并计算各视场光线在所述初步定位结果中的各表面产生的鬼像的大小及能量，以及计算鬼像与主像的能量比值；
5、确定光学系统目标景物的最大及最小辐射亮度区间，根据计算的鬼像与主像的能量比值，以及所述最大及最小辐射亮度区间判断最亮目标景物产生的鬼像是否能够被探测器识别；若能识别，则对影响成像的明亮鬼像对自由曲面各项参数进行优
6、进一步地，选取的视场覆盖光学系统全视场，且视场间隔小于光学系统视场角的1/50。
7、进一步地，所述预设判定条件包括：若光线在任意两个表面入射角之差小于千分之五，则将这两个表面纳入所述初始定位结果。
8、进一步地，所述对各个视场光线进行光线追迹，包括：
9、获得光学系统及探测器的表面特性参数；
10、建立杂散光分析模型，并根据所述光学系统及探测器的表面特性参数设置所述杂散光分析模型中各对应元器件的表面散射特性参数；
11、利用所述杂散光分析模型进行光线追迹。
12、进一步地，设计阶段时，所述光学系统的表面特性参数为光学系统膜层反射率、透过率及吸收率的设计值；试验阶段时，所述光学系统的表面特性参数为光学系统表面特性参数的实际测试结果；所述探测器表面特性参数包括不同波长、入射角时探测器表面的表面散射特性。
13、进一步地，所述利用所述杂散光分析模型进行光线追迹，包括：
14、通过预设光源扫描程序实现扫描并记录每个扫描视场的鬼像能量及鬼像与主像的能量比，同时输出产生高能量鬼像的视场角及表面的数据。
15、进一步地，所述鬼像是否能够被探测器识别的判定标准包括：
16、若最亮目标景物产生的鬼像在探测器探测的动态范围区间之内，判定鬼像影响成像，并对该鬼像路径进行消除；
17、若最亮目标景物产生鬼像的能量小于探测器最小探测能量的1/10，判定鬼像不影响成像。
18、进一步地，所述对自由曲面各项参数进行优化包括曲率半径预置优化法、自由曲面多项式系数预置优化法。
19、一种自由曲光学系统鬼像分析及消除系统，包括：
20、第一模块，选取视场，计算选取的各个视场的光线入射到自由曲面表面的入射角，并根据预设判定条件确定产生明亮鬼像的表面的初始定位结果；
21、第二模块，对各个视场光线进行光线追迹，并计算各视场光线在所述初步定位结果中的各表面产生的鬼像的大小及能量，以及计算鬼像与主像的能量比值；
22、第三模块，确定光学系统目标景物的最大及最小辐射亮度区间，根据计算的鬼像与主像的能量比值，以及所述最大及最小辐射亮度区间判断最亮目标景物产生的鬼像是否能够被探测器识别；若能识别，则对影响成像的明亮鬼像对自由曲面各项参数进行优化。
23、进一步地，选取的视场覆盖光学系统全视场，且视场间隔小于光学系统视场角的1/50；
24、所述预设判定条件包括：若光线在任意两个表面入射角之差小于千分之五，则将这两个表面纳入所述初始定位结果；
25、所述对各个视场光线进行光线追迹，包括：
26、获得光学系统及探测器的表面特性参数；
27、建立杂散光分析模型，并根据所述光学系统及探测器的表面特性参数设置所述杂散光分析模型中各对应元器件的表面散射特性参数；
28、利用所述杂散光分析模型进行光线追迹；
29、设计阶段时，所述光学系统的表面特性参数为光学系统膜层反射率、透过率及吸收率的设计值；试验阶段时，所述光学系统的表面特性参数为光学系统表面特性参数的实际测试结果；所述探测器表面特性参数包括不同波长、入射角时探测器表面的表面散射特性；
30、所述利用所述杂散光分析模型进行光线追迹，包括：
31、通过预设光源扫描程序实现扫描并记录每个扫描视场的鬼像能量及鬼像与主像的能量比，同时输出产生高能量鬼像的视场角及表面的数据；
32、所述鬼像是否能够被探测器识别的判定标准包括：
33、若最亮目标景物产生的鬼像在探测器探测的动态范围区间之内，判定鬼像影响成像，并对该鬼像路径进行消除；
34、若最亮目标景物产生鬼像的能量小于探测器最小探测能量的1/10，判定鬼像不影响成像；
35、所述对自由曲面各项参数进行优化包括曲率半径预置优化法、自由曲面多项式系数预置优化法。
36、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
37、(1)本专利技术提出了一种自由曲面光学系统鬼像的分析方法，准确而快速定位自由曲面光学系统的明亮鬼像，避免鬼像对自由曲面光学系统像质的影响；
38、(2)本专利技术提出了一种自由曲面光学系统的鬼像消除方法，通过采用曲率半径等参数的预置优化法，消除光学系统的明亮鬼像。
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1.一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，选取的视场覆盖光学系统全视场，且视场间隔小于光学系统视场角的1/50。
3.根据权利要求1所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，所述预设判定条件包括：若光线在任意两个表面入射角之差小于千分之五，则将这两个表面纳入所述初始定位结果。
4.根据权利要求1所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，所述对各个视场光线进行光线追迹，包括：
5.根据权利要求4所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，设计阶段时，所述光学系统的表面特性参数为光学系统膜层反射率、透过率及吸收率的设计值；试验阶段时，所述光学系统的表面特性参数为光学系统表面特性参数的实际测试结果；所述探测器表面特性参数包括不同波长、入射角时探测器表面的表面散射特性。
6.根据权利要求4所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，所述利用所述杂散光分析模型进行光线追迹，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，选取的视场覆盖光学系统全视场，且视场间隔小于光学系统视场角的1/50。
3.根据权利要求1所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，所述预设判定条件包括：若光线在任意两个表面入射角之差小于千分之五，则将这两个表面纳入所述初始定位结果。
4.根据权利要求1所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，所述对各个视场光线进行光线追迹，包括：
5.根据权利要求4所述的一种自由曲光学系统鬼像分析及消除方法，其特征在于，设计阶段时，所述光学系统的表面特性参数为光学系统膜层反射率、透过率及吸收率的设计值；试验阶段时，所述光学系统的表面特性参数为光学系统表面特性...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，穆生博，郑永超，张庭成，焦文春，林栩凌，晋利兵，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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