ZEMAX公差分析

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1、系统光学参量允许偏差计算(Zemax公差计算实例)******************************一公差分配思路原准备用ODP841进行公差分配计算，但该软件是用于几何传函的计算，对小象差系统计算的结果比Zemax中的MTFT好的多，这是因为没考虑衍射效应对象差的干扰。我们设计的系统鉴别率是很高的。因此用ODP841计算偏差很大。故采用Zemax计算。首先介召公差计算的总体思路：在光学设计中给所有工艺允许的总公差是：使最差情况下的传函由于工艺因素的总下降量不大于0.15lp/mm（下降后的传函仍有MTF=0.15，以便CCD仍能分辩它对应的

2、空间频率），对于本系统就是在F=1.23光圈、1H，0.7H口径下允许鉴别率总下降量不大于0.15lp/mm。公差分配的环节有：半径、厚度1（透镜厚度）、厚度2（透镜气隙）、玻璃折射率、玻璃色散、中心偏1（加工偏心）、中心偏2（装配偏心）、余量上面的公差余量是为了在实际的工艺实施中，由于工艺原因必需放宽公差时，总公差允许量不致于超。在计算公差时，先按经验以工艺上最宽松的条件给出各结构参量的公差预定值，这样作是为了先考核最差情况对总公差的影响。当总公差不超时，也不能以此作为公差分配的最终结果，因为在工艺允许的条件下，应尽量提高成象质量，因此应减少对总公差

3、影响大的诸结构公差，这样才能最有效的提高成象质量。二公差分配1思路对本样例镜头，用Zemax公差计算功能时应遵循如下原则：（1）因为F=2～8口径均比F=1.2口径的传函高很多，因此应以F=1.2口径传函为准考核传函变化量。（2）在F=1.2口径的传函中，应要求0W,0.7W的传函，而0W传函比0.7W传函高很多，因此应以0.7W视场传函为准考核传函变化量所允许的半径公差。（3）在计算传函时，应以MTF=0.3为基准考核传函的空间频率。（4）正态分布的蒙特卡罗数应取20以上，我们取50（此数越大，得到的公差计算结果的可信度越高，但计算量就越大）。（5）

4、用传函计算公差时，各结构变量公差预定值的给定，可参考“各结构公差计算时预定公差的给定原则”给出。（6）为了加速公差计算，应以光学设计中有象质要求的各种情况下，传函最低的的情况，计算公差的允许值。２各结构公差计算时预定公差的给定原则２.1TFRN(光圈公差)预定公差的给定这个量是给各面半径加公的允许偏差值，先统一给５道圈，计算出总偏差再调整。２.2TTHI(厚度公差)预定公差的给定这个量给定各面位置的绝对偏差允许值，对于变焦系统，由于有变焦曲线的严格限制，因此对各透镜面位置的绝对值应进行控制。对本系统，各面只有相对位置的要求，没必要限定绝对位置，因此只需

5、给出：１，２;２，３;….的面要求就可以了。现各厚度加工的允许偏差预定值统一给０.05mm。２.3TEDX,TEDY(零件允许平行偏心公差)预定公差的给定这是光学零件与机械零件的配合公差中的偏心（平行）允许公差，给出0.05mm偏心允许预定值。２.4TETX,TETY(零件允许倾斜偏心公差)预定公差的给定这是光学零件与机械零件的配合公差中的偏心（倾斜）允许公差，给出6’=0.1°偏心允许预定值。该公差实际上是限定了透镜隔圈端面垂直度的允许偏差。2.5TSDX，TSDY(光学零件表面允许平行偏心公差)预定公差的给定这是光学零件表面公差中的偏心（平行）允许

6、公差，给出0.05mm偏心允许预定值。2.6TSTX,TSTY(零件允许倾斜偏心公差)预定公差的给定这是光学零件表面公差中的偏心（表面倾斜）允许公差给该量公差预定值为0.05mm。在Zemax公差计算输入文件中，单位确是度。那么就用计算式：Q=arctg(0.05/R)将角度值求出（度为量刚）。注：TSDX，TSDY，TSTX，TSTY是透镜定心膜边时用以控制表面倾斜和平行偏位的。但在工序完公后确要通过零件的透过偏心来验收，两者如何统一呢？在上图中：在车边工艺中，第一面是作为基准的，因此上图中第一面既无偏心，也无倾斜。第二面C21是表面偏心公差，，C2

7、2是表面倾斜公差。则同向影响总偏心C2=C21+C22，由相似三角形有：这就是由工艺上控制公差（控制C21，C22），向产品验收公差的转换计算式。在推导上算式时，F－R1是在假定镜很薄时得到的，如果透镜较厚，可以在AUTOCAD中作图求出。我们给此类公差时，是以工艺控制公差的方式给出的，故在此不进行转换计算。2.7TIRR（球差的一半与象散的一半表示的表面不规则度，单位是光圈单位）预定公差的给定这是光圈的局部偏差的允许值，用光圈允许的局部偏差△N表示，预定值给0.5。2.8TIND(d光折射率允许偏差)预定公差的给定1有关表格由“光学仪器设计手册”上册

8、355页有表：技术物镜目镜分划板棱镜不在光指标高精中精度一般精2W>502W<50路中的度度°