第十九章 公差规定

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1、第十九章公差规定介绍ZEMAX提供了一个使用简单，但灵活和强大的公差推导和灵敏度分析能力。这个用于分析的公差包括了结构参数的变化，如曲率、厚度、位置、折射率、阿贝常数、非球面系数，以及其它更多的参数。ZEMAX也支持表面和镜头组的偏心分析，表面或镜头组在任意一点的倾斜分析，表面外形的不规则分析，以及参数或特殊数据的值的变化分析。由于参数和特殊数据项可以说明非球面系数，梯度折射率系数，以及其它，因此这些数值的任意一个也都可以作为公差分析的一部分。不同的公差可以被用在任意一个组合中来估计调整和装配误差对系统性能的影响。公差也可

2、以使用简单的操作数来定义，如TRAD，它定义了一个曲率半径的一个公差。这些公差操作数和镜头文件一起被自动保存。我们可以在从主菜单中的编辑界面组中得到的公差数据编辑界面中编辑这些公差操作数。公差可以被不同的标准所求值，包括RMS斑点尺寸、RMS波前差、MTF反应曲线、标准误差、用户自定义评价函数、或者用来定义一个复杂的调整和求值过程的过程。另外，还可以定义补偿来模拟对装配后的镜头所作的调整。ZEMAX也允许在一个补偿上设置限制。可以以两种方式来计算公差：灵敏度分析：对于给定的一批公差，是分别对每一个公差来测定它在标准里的变化

3、量的。反转灵敏度分析：分别对每个公差在性能方面的一个给定的最小允许减小量来计算公差。灵敏度分析和反转灵敏度分析分别考虑每个公差对系统性能的影响。这个总体性能可由一个平方和根的计算来估计。MonteCarlo模拟是作为一个可选择的估计所有公差的总体影响的方法被提供的。这个模拟产生了一系列随机镜头，它们符合这个指定的公差。通过同时考虑所有的可应用的公差，可能可以得到预期性能的准确模拟。通过使用正态的、统一的、或者抛物线的统计方法，MonteCarlo模拟可以产生许多的设计方案。基本流程一个镜头的公差分析由这些步骤组成：1）给这

4、个镜头定义一批适当的公差。通常，在这一章中定义的默认公差生成特性是一个好的起始点。公差在公差编辑界面中被定义和修改，这个界面在主菜单栏中的编辑界面菜单中得到。2）添加补偿，并且对每个补偿设置允许范围。默认的补偿是后焦距，它控制了象面的位置。也可以定义其它的补偿，如象面倾斜。因为可以使用“快速公差规定”，所以仅仅使用后焦补偿可以大大加速这个公差过程。可以定义的补偿的数量没有限制。3）选择一个适当的标准，如RMS斑点尺寸或MTF。使用一个公差过程可以定义更复杂的公差标准，这将在后面介绍。4）选择要求的模式，灵敏度分析或者反转灵

5、敏度分析。5）修改默认的公差，或者增加新的公差来满足系统要求。6）执行这些公差的一个分析。7）回顾由这个公差分析产生的数据，考虑公差的预算。如果需要，可返回到步骤5。关于这个基本流程的详细内容将在后面的章节中提供。公差操作数一个公差操作数有一个四个字母的记忆码，如TRAD代表半径公差。两个整数值，被简称为Int1和Int2，是联合这个记忆码来确定这个公差应用于其上的镜头表面。一些操作数用Int1和Int2来作为其它目的，而不是定义表面编号。每个公差操作数也都有一个最小值和最大值。这两个值指出了与名义值的最大可接受变化值。每

6、个操作数也都有一个空栏来作为随意填写的注释栏，这可以使这个公差设置得更容易阅读。可用的公差操作数在下面的表格中列出，详细说明如下。公差操作数名称Int1Int2说明表面公差TRAD表面编号—曲率半径的公差，以镜头长度单位表示TCUR表面编号—曲率的公差，以镜头长度单位的倒数表示TFRN表面编号—曲率半径的公差，以光圈表示TTHI表面编号补偿表面编号厚度或位置的公差，以镜头长度单位表示TCON表面编号—圆锥常数的公差（无单位量）TSDX表面编号—标准表面的x偏心的公差，以镜头长度单位表示TSDY表面编号—标准表面的y偏心的公

7、差，以镜头长度单位表示TSTX表面编号—标准表面的x倾斜的公差，以度表示TSTY表面编号—标准表面的y倾斜的公差，以度表示TIRX表面编号—标准表面的x倾斜的公差，以镜头长度单位表示TIRY表面编号—标准表面的y倾斜的公差，以镜头长度单位表示TIRR表面编号—标准表面不规则性的公差TEXI表面编号数据项编号使用泽尼克的标准表面不规则性的公差TPAR表面编号参数编号表面的参数数值的公差TEDV表面编号特殊数据编号表面的特殊数据值的公差TIND表面编号—在d光处的折射率的公差（参见注解）TABB表面编号—阿贝常数值的公差（参见

8、注解）元件公差TEDX第一表面最后表面元件的x偏心的公差，以镜头长度单位表示TEDY第一表面最后表面元件的y偏心的公差，以镜头长度单位表示TETX第一表面最后表面元件的x倾斜的公差，以度表示TETY第一表面最后表面元件的y倾斜的公差，以度表示TETZ第一表面最后表面元件的z倾斜的公差，以度表示用户自定义