课程六:三阶相差的重要性
很多镜头设计初学者和许多镜头设计师都认为,像差必须得到很好的控制。他们只说对了一部分 - 但这些要求总是指三阶像差,但如果要求三阶像差都为零。这是不明智的。
复 制以下透镜文件并将其粘贴到 EE 编辑器中并运行它。这是一个五片式透镜。
RLE
ID FIVE-ELEMENT LENS 124
WAVL .6562700 .5875600 .4861300
APS 5
UNITS MM
OBB 0.000000 10.00000 25.40000 -8.63996 0.00000 0.00000
25.40000
MARGIN 1.270000
BEVEL 0.254001
0 AIR
1 RAD 73.9295960000000 TH 12.00000000
1 N1 1.79798347 N2 1.80318130 N3 1.81530119
1 GTB S 'LASFN30 '
1 EFILE EX1 34.000000 34.000000 34.000000 0.000000
1 EFILE EX2 34.000000 34.000000 0.000000
2 RAD -263.9335099999995 TH 5.22356650 AIR
2 EFILE EX1 34.000000 34.000000 34.000000
3 RAD -81.3505230000000 TH 6.00000000
3 N1 1.83648474 N2 1.84664080 N3 1.87201161
3 CTE 0.830000E-05
3 GTB S 'SF57 '
3 EFILE EX1 31.841015 33.619003 34.000000 0.000000
3 EFILE EX2 33.365005 33.365005 0.000000
4 RAD 553.8617899999995 TH 19.92504900 AIR
4 EFILE EX1 33.365005 33.365005 34.000000
5 CV 0.0000000000000 TH 13.18557900 AIR
6 RAD 169.2089400000000 TH 9.00000000
6 N1 1.67418625 N2 1.67790015 N3 1.68646733
6 GTB S 'LAKN12 '
6 EFILE EX1 25.241916 25.241916 25.495917 0.000000
6 EFILE EX2 25.241916 25.241916 0.000000
7 RAD -83.9867310000000 TH 0.10051658 AIR
7 EFILE EX1 25.241916 25.241916 25.495917
8 RAD 39.2493850000000 TH 34.99484900
8 N1 1.67418625 N2 1.67790015 N3 1.68646733
8 GTB S 'LAKN12 '
8 EFILE EX1 22.063038 22.063038 22.063038 0.000000
8 EFILE EX2 22.063038 22.063038 0.000000
9 RAD -24.3037950000000 TH 3.00000000
9 N1 1.79607463 N2 1.80516268 N3 1.82772732
9 CTE 0.810000E-05
9 GTB S 'SF6 '
9 EFILE EX1 12.935701 12.935701 13.697701 0.000000
9 EFILE EX2 11.336482 13.443700 0.000000
10 RAD 38.6888290000000 TH 7.79631890 AIR
10 EFILE EX1 11.336482 13.443700 13.697701
11 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
END
让我们制作一个可以有效控制三阶像差的优化 MACro。
在 EE 编辑器中,输入(L6M1.MAC)
PANT
VLIST RAD ALL
VLIST TH ALL
VLIST GLM 1 3 6 8 9
END
AANT
M 1 1 A FNUM
M 7.8 1 A BACK
M 0 1 A DELF
M 0 1 A SA3
M 0 1 A CO3
M 0 1 A TI3
M 0 1 A SI3
M 0 1 A PETZ
M 0 1 A DI3
M 0 1 A PAC
M 0 1 A SAC
M 0 1 A PLC
M 0 1 A SLC
END
SNAP
SYNO 30
该 MACro 将改变所有设计变量并控制 F/number ,离焦和后焦距,并同时以三阶像差校正为零作为目标。输入 VLIST RAD ALL 将改变所有半径,VLIST TH ALL 将改变所有厚度和空气间隔,本例中我们不建议使用 VLIST GLM ALL 命令,因为该命令将会改变透镜的材料,在这个例子中,我们必须单独声明表面。
我们运行这个 MACro,得到了一个糟糕的结果!
我们用命令查看三阶像差
一般人们在设计透镜时,通常只关心两件事:图像是否清晰,是否在正确的位置。
然而,这些三阶像差在降低公差敏感度上有很重要的作用。这是因为,当透镜制造偏差越大,三阶像差变化最快。因此,我们定义了一组可以放入 AANT 文件的八个定义像差的命令:
SAT COT ACD ACT ECD ECT ESA ECO
SAT | 表面对球差的贡献的平方和 SA3。 |
COT | 表面对慧差贡献的平方和 CO3。 |
ACD | 每个表面偏心时 CO3 变化量的平方和。 |
ACT | 每个表面倾斜时 CO3 变化量的平方和。 |
ECD | 每种元件偏心时 CO3 变化量的平方和。 |
ECT | 每个元件倾斜时 CO3 变化量的平方和。 |
ESA | 元件对球差的贡献的平方和 SA3。 |
ECO | 元件对慧差贡献的平方和 CO3。 |
以下是如何使用这些像差来放宽透镜公差的示例。我们优化了下面所示的透镜,并以目标波前权重 0.05 运行 BTOL。
RLE
ID 8-ELEMENT TELEPHOTO 236
FNAME 'L6L2.RLE '
MERIT 0.145212E-01
LOG 236
WAVL .6562700 .5875600 .4861300
APS 4
GLOBAL
UNITS MM
OBB 0.000000 5.00000 25.40000 -0.88448 0.00000 0.00000
25.40000
0 AIR
1 RAD 107.5431718565176 TH 11.00000000
1 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.62755182
1 CTE 0.630000E-05
1 GTB S 'SK16 '
2 RAD -349.2713337442812 TH 3.00000000
2 N1 1.69220502 N2 1.69894060 N3 1.71544645
2 CTE 0.790000E-05
2 GTB S 'SF15 '
3 RAD -2.9912862137173E+05 TH 1.00000001 AIR
TH 1.00000001 AIR
TH 5.00000000
5 N1 1.51981155 N2 1.52248493 N3 1.52859442
5 CTE 0.820000E-05
5 GTB S 'K5 '
6 RAD -90.4865897926554 TH 1.35282284 AIR
7 RAD -87.2286998720792 TH 3.00000000
7 N1 1.61502503 N2 1.62003267 N3 1.63207204
7 CTE 0.820000E-05
7 GTB S 'F2 '
8 RAD 491.7930148457936 TH 73.15839431 AIR
9 RAD 218.6390525466715 TH 6.00000000
9 N1 1.61502503 N2 1.62003267 N3 1.63207204
9 CTE 0.820000E-05
9 GTB S 'F2 '
10 RAD -99.1627747164714 TH 3.00000000
10 N1 1.51981155 N2 1.52248493 N3 1.52859442
10 CTE 0.820000E-05
10 GTB S 'K5 '
11 RAD -182.3746109793576 TH 45.48880137 AIR
12 RAD -67.5075897018110 TH 3.00000000
12 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.62755182
12 CTE 0.630000E-05
12 GTB S 'SK16 '
13 RAD -40.7083005956173 TH 7.00000000
13 N1 1.61502503 N2 1.62003267 N3 1.63207204
13 CTE 0.820000E-05
13 GTB S 'F2 '
14 RAD -832.2479524920537 TH 86.31660394 AIR
14 CV -0.00120156
14 UMC -0.10260000
14 TH 86.31660394
14 YMT 0.00000000
15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
END
1.运行命令 THIRD SENS,查看这些参数的当前值。
2.由于我们主要关注中心误差,我们可能会尝试降低 ECD 的值,即当元件偏心变化时,CO3 的变化。让我们添加到 AANT 文件(在 L6M2.MAC 中)的行
M .001 100 A ECD
由于 ECD 已经是一个很小的数字(与列表中的其他数字相比),我们给它一个很高的权重,因此它对评价函数产生了影响。请记住,我们不能简单地将所有这些值都定为零,因为通常不能设计没有任何像差的透镜元件,并且没有光焦度。而且,这些量以不明显的方式耦合。例如,如果减少 SAT 的值,您可能会发现 COT 也变小了。
你不能给他们各自分配一个独立的值,并期望程序可以自己找到这样的组合。因此,明智的做法是一次一个地进行,直到找到最适合您透镜的参数。在这个例子中,控制ECD的值,即可得到透镜。
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