Das Design von asphärischen optischen Systemen außerhalb der Achse

Das asphärische Design bietet größere Freiheits grade und ermöglicht eine bessere Aberration korrektur. Das Aufbringen von asphärischen Oberflächen erweitert außer axiale optische Systeme um viele Freiheits grade. Im Vergleich zu herkömmlichen optischen Systemen ist das Design von asphärischen außer axialen asphärischen Systemen jedoch viel schwieriger. Daher ist es für Designer ein zentrales Anliegen, effektive Entwurfs methoden für asphärische außer achsige asphärische Systeme zu finden.

Ein Entwurfs verfahren für ein asphärisches asphärisches optisches System außerhalb der Achse umfasst die folgenden Schritte:

Schritt S1: Richten Sie ein anfängliches System ein, das mehrere Anfangs flächen enthält. Eine Anfangs fläche in diesem Anfangs system entspricht einer Oberfläche in dem zu entwerfen den asphärischen asphärischen optischen System außerhalb der Achse. Definieren Sie eine zu bestimmende asphärische Oberfläche im asphärischen asphärischen System außerhalb der Achse als asphärische Oberfläche a und eine andere als asphärische Oberfläche b. Wählen Sie K charakter is tische Strahlen Ri (i = 1, 2, … K) aus verschiedenen Sichtfeld ern und verschiedenen Aperturen.

Schritt S2: Halten Sie die mehrfachen Anfangs flächen unverändert. Lösen Sie gemäß der Objekt-Bild-Beziehung und dem Snell-Gesetz Punkt für Punkt für m charakter is tische Datenpunkte (P1, P2, … Pm) auf der asphärischen Oberfläche, wobei m < K. Passen Sie diese m charakter is tischen Datenpunkte (P1, P2, … Pm) an, um die anfängliche asphärische Oberfläche außer der Achse Am zu erhalten.

Schritt S3: Führen Sie auf der Grundlage der anfänglichen asphärischen Off-Achsen-Oberfläche Am einen Zwischen punkt Gm ein, um den (m 1)-ten charakter is tischen Daten punkt Pm 1 zu lösen. Passen Sie die charakter is tischen Datenpunkte m 1 an (P1, P2, … Pm 1) Um die asphärische asphärische Oberfläche Am 1 zu erhalten. Führen Sie auf der asphärischen Off-Asphären-Oberfläche Am 1 einen Zwischen punkt Gm 1 ein, um den (m 2)-ten charakter is tischen Daten punkt Pm 2 zu lösen. Passen Sie die charakter is tischen Datenpunkte m 2 an (P1, P2, … Pm 2) Um die asphärische asphärische Oberfläche Am 2 zu erhalten. Wiederholen Sie diesen Prozess des Lösens von Zwischen punkten, des Lösens von charakter is tischen Datenpunkten und des Anpassen der asphärischen Oberfläche, bis der Kte-charakter is tische Daten punkt PK erhalten ist. Passen Sie die charakter is tischen K-Datenpunkte (P1, P2, … PK) an, um die asphärische asphärische Oberfläche AK außerhalb der Achse zu erhalten, die asphärische Oberfläche a ist.

Schritt S4: Halten Sie die asphärische Oberfläche a und die Anfangs flächen außer denen, die der asphärischen Oberfläche b entsprechen, unverändert. Lösen Sie zunächst gemäß der Objekt-Bild-Beziehung und dem Snell-Gesetz die charakter is tischen Datenpunkte (P'1, P'2, … P'm) auf der asphärischen Oberfläche b Punkt für Punkt. wo m < K. Passen Sie diese m charakter is tischen Datenpunkte an (P'1, P'2, … P'm), um die anfängliche asphärische A'm-Oberfläche außerhalb der Achse zu erhalten.

Schritt S5: Führen Sie basierend auf der anfänglichen asphärischen Oberfläche A'm außerhalb der Achse einen Zwischen punkt G'm ein, um den (m 1) ten charakter is tischen Daten punkt P'm 1 zu lösen. Passen Sie die charakter is tischen Datenpunkte m 1 an (P'1, P'2, … P'm 1) Um die asphärische asphärische Oberfläche A'm 1 zu erhalten. Führen Sie auf der asphären freien asphärischen Oberfläche A'm 1 einen Zwischen punkt G'm 1 ein, um den (m 2) ten charakter is tischen Daten punkt P'm 2 zu lösen. Passen Sie die charakter is tischen Datenpunkte m 2 an (P'1, P'2, … P'm 2) Um die asphärische asphärische Oberfläche A'm 2 zu erhalten. Wiederholen Sie diesen Prozess des Lösens von Zwischen punkten, des Lösens von charakter is tischen Datenpunkten und des Anpassen der asphärischen Oberfläche, bis der Kte-charakter is tische Daten punkt P'K erhalten ist. Passen Sie die charakter is tischen K-Datenpunkte (P'1, P'2, … P'K) an, um die asphärische asphärische Oberfläche A'K zu erhalten, die asphärische Oberfläche b ist.

Schritt S6: Wiederholen Sie die obigen Schritte, bis alle asphärischen Oberflächen, die in dem asphärischen asphärischen optischen System außerhalb der Achse bestimmt werden sollen, erhalten werden, was zu einem asphärischen asphärischen optischen System außerhalb der Achse führt.

Im Vergleich zu bestehenden Technologien, das Konstruktion verfahren für asphärische asphärische optische Systeme außerhalb der Achse auf der Grundlage der durch diese Erfindung bereit gestellten Punkt-für-Punkt-Konstruktion eignet sich für den Entwurf von asphärischen asphärischen Systemen mit mehreren Sichtfeldern und bestimmte Apertur größen durch Steuerung charakter is tischer Strahlen aus mehreren Sichtfeld ern und unterschied lichen Apertur positionen. Die Anzahl der Sichtfelder und Aperturen im System ist nicht begrenzt und bietet breite Anwendungs aussichten.