高良率优化的学习和初步实践

涯垠疆

近期主要学习和优化一个定焦镜头。遇到了若干问题，未解决的有两个：
1、透镜的定心系数。由于经验不足，初期虽然达到了比较好的优化结果，但部分透镜定心系数很低加工难度大。我甚至在去加工厂时顺便问了定性系数0.01甚至以下的透镜能不能加工，不过那个高级技工好像比较有信心哈哈。我也在论坛上找了一些计算和优化定心系数的宏，但优化提升效果不佳。这个问题就暂时按下不表了。

2、对系统进行公差分析，通过结果知道哪些面比较敏感。但是不知道该如何优化了，因为好不容易才优化出这么个好的结果，降敏感又是朝什么方向降呢？

后来我就逛论坛，发现有人提到高良率优化，试了一下，确实对优化公差有效果。


该优化的具体原理，论坛里也有资料http://www.optzmx.com/thread-20846-1-1.html
核心就是，在优化过程中，高良率优化会惩罚在每个表面上入射角大的射线。通过追踪光线来评估光学性能，如均方根半径，单个光线的入射角度（或出射角度，以较大的角度为准），存储并添加到优化函数中。当评估优化函数时，具有大入射角的射线也会受到惩罚，即使这些射线提供了良好的光学图像质量。其想法是使优化搜索找到既具有良好图像质量又具有低入射角的射线的光学设计解决方案，这反过来降低了结果设计在制作时的公差灵敏度。

最后通过高良率优化，得到了非常好的优化结果，公差也很好，甚至各个透镜的定心系数也比较好，没有加工困难的。下面是前后对比

金木研

1.定心系数＜0.01是可以磨的，不过需要顶级的劳尔磨边机。根据光博会的参观信息，中等偏上的加工商现在可以磨0.04的定心系数。

2.降公差敏感度主要是小像差系统，论坛里有相关论文。达成了小像差系统，光线自然就顺滑了。SYNOPSYS控小像差系统是直接控third sens里的公差敏感度，公差很快就下来了，其他软件的具体操作方法不是太清楚，不过大体原理是一样的。

涯垠疆

金木研 发表于 2023-9-16 16:02
1.定心系数＜0.01是可以磨的，不过需要顶级的劳尔磨边机。根据光博会的参观信息，中等偏上的加工商现在可以 ...

好的，谢谢分享！好多知识盲区啊，道阻且长！

大白小帅

1.定心系数其实按现在的技术来说，同心圆的只要厚度保证够厚，也是可以加工的，只不过是＞0.05比较好加工而已，这个在zemax里面也是可以优化的，公式就是Z（定心）=1/4（D1/R1-D2/R2）,D1和2就是两个面的口径，R1和2就是两个面的曲率半径，用操作数加权重优化，其实很好优的到的。关键还有透镜材料的选择，软料也不好加工！
2.良率优化的前提是，你权重要加很大，而且你的MTF比较好，你用良率优化肯定会降低像质，但是会让你像差、透镜形状等参数得到很大提升，我觉得是个挺有用的设计！加油，道阻且长！

铁憨憨

大白小帅 发表于 2023-9-18 13:31
1.定心系数其实按现在的技术来说，同心圆的只要厚度保证够厚，也是可以加工的，只不过是＞0.05比较好加工而 ...

请问像差和像质不是正相关的吗？为什么像质降低了，像差还提升了呢？

大白小帅

铁憨憨 发表于 2023-9-21 10:54
请问像差和像质不是正相关的吗？为什么像质降低了，像差还提升了呢？

我说的提升的意思是像差变好、变均衡的意思，不是变大

左岸

什么版本会有这个高良率优化，必须是正版的吗？

涯垠疆

左岸 发表于 2024-9-12 13:13
什么版本会有这个高良率优化，必须是正版的吗？

近几年最新的版本有，我是22版的，也不是正版

syshh

定心系数的话小点也能加工，不是加工不出来，样品阶段无非就是多挑几片的事，只是说考虑到量产的话，生产效率太低必然就会导致单价变高，不划算。