Дизайн асферических оптических систем-оси

Асферический дизайн обеспечивает большую степень свободы, что позволяет лучше корректировать аберрации. Применение асферических поверхностей добавляет много степеней свободы внеосевым оптическим системам. Однако, по сравнению с традиционными оптическими системами, проектирование внеосевых асферических систем является гораздо более сложной задачей. Поэтому поиск эффективных методов проектирования для внеосевых асферических систем является ключевой проблемой для разработчиков.

Метод проектирования внеосевой асферической оптической системы включает следующие этапы:

Шаг S1: Установите начальную систему, которая включает несколько начальных поверхностей. Одна начальная поверхность в этой исходной системе соответствует поверхности в внеосевой асферической оптической системе, которую предстоит спроектировать. Определить одну асферическую поверхность, определяемую в внеосевой асферической оптической системе как асферическую поверхность a, а другую как асферическую поверхность b. Выбрать характерные K лучи Ri (i = 1, 2, … K) из разных полей зрения и разных апертур.

Шаг S2: Сохранить несколько начальных поверхностей без изменений. В соответствии с отношением объект-образ и законом Снелла решить для m характерных точек данных (P1, P2, … Pm) на асферической поверхности точку за точкой, где m < K. Устраивать эти m характерных точек данных (P1, P2, … Pm) для получения первоначальной внеосевой асферической поверхности Am.

Этап S3: На основе исходной внеосевой асферической поверхности Am ввести промежуточную точку Gm для решения для (m 1)-ой точки характеристических данных Pm 1. Установить точки характеристических данных m 1 (P1, P2, … Pm 1) Для получения внеосевой асферической поверхности Am 1. На основе внеосевой асферической поверхности Am 1 введите промежуточную точку Gm 1 для решения для (m 2)-ой точки характеристических данных Pm 2. Установите точки характеристических данных m 2 (P1, P2, … Pm 2) Для получения внеосевой асферической поверхности Am 2. Повторите этот процесс решения для промежуточных точек, решения для характерных точек данных и подгонки асферической поверхности до получения Kth характерной точки данных PK. Установить точки данных характеристики K (P1, P2, … PK) для получения внеосевой асферической поверхности AK, которая является асферической поверхностью a.

Этап S4: Сохранить асферическую поверхность а и начальные поверхности, отличные от соответствующих асферической поверхности b, неизменными. Во-первых, в соответствии с отношением объект-образ и законом Снелла, решить для m характерных точек данных (P'1, P'2, … P'm) на асферической поверхности b точка за точкой, где m < K. Подгоните эти m характерных точек данных (P'1, P'2, … P'm) для получения исходной внеосевой асферической поверхности A'm.

Шаг S5: На основе исходной внеосевой асферической поверхности A'm, ввести промежуточную точку G'm для решения (m 1)-й характеристической точки данных P'm 1. Установить m 1 характеристические точки данных (P'1, P'2, … P'm 1) Для получения внеосевой асферической поверхности A'm 1. Основываясь на внеосевой асферической поверхности A'm 1, введите промежуточную точку G'm 1 для решения для (m 2)-ой характеристической точки данных P'm 2. Установите характеристические точки данных m 2 (P'1, P'2, … P'm 2) Для получения внеосевой асферической поверхности A'm 2. Повторите этот процесс решения для промежуточных точек, решения для характерных точек данных и подгонки асферической поверхности до получения Kth характерной точки данных P'K. Подгонять точки характеристик K (P'1, P'2, … P'K) для получения внеосевой асферической поверхности A'K, которая является асферической поверхностью b.

Этап S6: Повторять вышеуказанные шаги до тех пор, пока не будут получены все асферические поверхности, которые должны быть определены во внеосевой асферической оптической системе, в результате чего будет получена внеосевая асферическая оптическая система.

По сравнению с существующими технологиями, способ проектирования внеосевых асферических оптических систем, основанный на точечной конструкции, обеспеченный настоящим изобретением, подходит для проектирования внеосевых асферических оптических систем с множеством полей зрения и определенными размерами апертур посредством управления характерными лучами из множества полей зрения и различных положений апертуры. Количество полей зрения и диафрагм в системе не ограничено, предлагая широкие перспективы применения.