公差模拟的准确性

在ZEMAX或codev的公差模拟中，一般都是考虑中心对应需要的频率最高作为参考位置而分析良率，但是通过coke3片镜公差模拟保存的样品来看，即使设置填入的是30线对，但是样品并没有按照中心30线对对焦来评估，以至于跟实际考虑的良率背景对应不上。该例子可能看不出什么，但以往有案例会遇到整体离焦曲线集中，但就是因为后焦偏移得多而反映该样本MTF数据性能低下，其实重新对焦的话是性能很好的，而且公差设置的后焦偏移量空间也是给足够的了。

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光电青年

2021-08-03 20:33

你的意思是有一些公差分析中MTF并不好的样本实际上只要略微调焦一下在该处MTF就可以达到要求，但是我不是记得本身公差分析项中就已经提供了近轴焦点优化的选项吗？我一直理解所谓的近轴焦点优化是利用最后一面和像面的间隔做补偿，但是按照你的意思这个补偿不是把它放在最小弥散斑的位置而只是做了近轴光线追迹放在了近轴焦点处，实际样品本可以比这个更好一些。

光电青年

2021-08-03 20:55

[attachment=108399][attachment=108400][attachment=108401]
我看了之后，快速去验证了一下，我做了100次蒙特卡洛模拟，选取其中成像质量最差的那个镜头，打开之后进行优化，可以看到优化前后MTF曲线差异十分明显，而第三幅图是我的设置变量，我只是把透镜最后一面和像面间隔设为了变量，为了不破坏其他参数，其他都没有改变，因此你说的应该是对的，当然我还会多做些试试，不过这个镜头的焦距变化有点大，我的设计焦距是300，这个镜头达到了306.41，从焦距这里看超过2%。

光电青年

2021-08-03 22:19

我又用全局优化把最后一面设为变量，模拟了一百次，成像质量MTF全部良好，则ZEMAX中有提供优化最后一面变量，不过运行速度很慢，看来近轴焦点优化只能作为第一步公差分析，更细致的还要做全局优化。
名义     0.37411501
最佳        0.36460221    测试    36
最差       0.26403963    测试    95
平均数        0.33141483

有生之年

2021-08-04 09:03

光电青年:[图片] oA:`=f%\
我看了之后，快速去验证了一下，我做了100次蒙特卡洛模拟，选取其中成像质量最差的那个镜头，打开之后进行优化，可以看到优化前后MTF曲线差异十分明显，而第三幅图是我的设置变量，我只是把透镜最后一面和像面间隔设为 .. (2021-08-03 20:55) KU Mk:5 c

感谢回复，是的，就是要表达这个意思。因为实际投入生产前的设计评估或者客户需求，都会要求评估良率的问题，而良率就是以某线对下中心MTF最高的时候检测各视场的MTF为基准的，但因为实际良率样品的问题，导致生成的良率样品问题比理论差很多，从而无法证明当前设计是好的，因此我都不敢去提系统的良率。

我也发现样品的对焦好像是快速对焦的PTV波前差来对焦的（样品用快速对焦变化不大），曾经我也尝试过将中心视场的权重加到很大（1000），有的系统可以保持样品的中心MTF基本保持最高，但有的系统还是偏离较远。

光电青年

2021-08-04 09:30

有生之年:感谢回复，是的，就是要表达这个意思。因为实际投入生产前的设计评估或者客户需求，都会要求评估良率的问题，而良率就是以某线对下中心MTF最高的时候检测各视场的MTF为基准的，但因为实际良率样品的问题，导致生成的良率样品问题比理论差很多，从而无法证明当前设计是好的，因此 .. (2021-08-04 09:03) e? |4O<@

良率是以中心MTF最高吗？但是用离焦量来补偿使得成像质量更好，实际上就是在找最小弥散斑的位置，它是在整个视场范围内取一个平衡，中心视场可能会稍有下降，这样的话单一的以中心MTF来进行装配却反而要求轴外视场的MTF良率，这实际上又一次减少了成像质量在整个视场成像清晰的样本的数量。

光电青年

2021-08-04 09:33

有生之年:感谢回复，是的，就是要表达这个意思。因为实际投入生产前的设计评估或者客户需求，都会要求评估良率的问题，而良率就是以某线对下中心MTF最高的时候检测各视场的MTF为基准的，但因为实际良率样品的问题，导致生成的良率样品问题比理论差很多，从而无法证明当前设计是好的，因此 .. (2021-08-04 09:03) fhC|=0XB

波前差对于小像差系统比RMS光斑优化要精确得多，而且zemax公差分析时使用MTFA操作数强行优化，我们都知道MTF操作数运算量大还可能有一些导致其他线对处MTF下降的可能性。

有生之年

2021-08-04 09:57

光电青年:良率是以中心MTF最高吗？但是用离焦量来补偿使得成像质量更好，实际上就是在找最小弥散斑的位置，它是在整个视场范围内取一个平衡，中心视场可能会稍有下降，这样的话单一的以中心MTF来进行装配却反而要求轴外视场的MTF良率，这实际上又一次减少了成像质量在整个视场成像清晰的样 .. (2021-08-04 09:30) /a6i`

在实际中不会严格要求中心最高来判断好坏，会有回调的操作，但中心和周边的集中程度会是个比较重要的要求，所以一般考虑中心好的时候判断周边效果就基本能判定镜头的品质。
其实我认为如果软件能判别各视场离焦曲线的相交位置也才是比较符合实际良率的状态。

有生之年

2021-08-04 10:00

光电青年:波前差对于小像差系统比RMS光斑优化要精确得多，而且zemax公差分析时使用MTFA操作数强行优化，我们都知道MTF操作数运算量大还可能有一些导致其他线对处MTF下降的可能性。 (2021-08-04 09:33) i4XiwjCHN

感觉ZEMAX和CODEV都是加上随机数的公差量后进行的快速对焦然后摘录分析数据，没有用到MTF的优化吧，应该是分析数据的时候用MTF运算会慢一点。

光电青年

2021-08-04 10:27

有生之年:感觉ZEMAX和CODEV都是加上随机数的公差量后进行的快速对焦然后摘录分析数据，没有用到MTF的优化吧，应该是分析数据的时候用MTF运算会慢一点。 (2021-08-04 10:00) =|8hG*D8

并不是，在zemax公差分析里面有补偿选项，对于序列模式就两种，一个是近轴焦点，一个是全局优化，全局优化就是zemax内建了一个评价函数使用MTFA操作数写的，如果你打开一个公差分析文档，你在评价函数里面就可以看到MTFA。
近轴焦点就是我们用高斯公式计算出来的，zemax可能使用近轴光线追迹算出来的（也有可能是直接用高斯公式和转面公式，但二者并无差异）。
如果使用全局优化，那么在进行公差分析前，就要设置好公差补偿器操作数，并把要LDE中要作为补偿的参量设为变量。
公差分析不是以中心MTF，常用的使用平均MTF，当然也可以限制视场，限制子午或弧矢，或者采用弥散斑（大像差情况下），这在指标那里也可以设置

有生之年

2021-08-04 13:47

光电青年: I.GoY[u_%
并不是，在zemax公差分析里面有补偿选项，对于序列模式就两种，一个是近轴焦点，一个是全局优化，全局优化就是zemax内建了一个评价函数使用MTFA操作数写的，如果你打开一个公差分析文档，你在评价函数里面就可以看到MTFA。 nw0#gDI|
近轴焦点就是我们用高斯公式计算出来的，zemax可能使用近轴光线追迹算出来的（也有可能是直接用高斯公式和转面公式，但二者并无差异）。 Z6A-i@
如果使用全局优化，那么在进行公差分析前，就要设置好公差补偿器操作数，并把要LDE中要作为补偿的参量设为变量。 : -d_
公差分析不是以中心MTF，常用的使用平均MTF，当然也可以限制视场，限制子午或弧矢，或者采用弥散斑（大像差情况下），这在指标那里也可以设置 > pP&/

图中红框处补偿器应该就是您所说的全局优化了吧，里面也有近轴焦点选项。然后打开了样本1的优化函数界面，确实发现了有MTF的操作数在里面，继续优化后结果也不变，也就证实您的说法。那么如果可以知道如何更改zemax内建的评价函数的话，应该就可以做到把中心权重加大从而实现中心对焦的效果了，希望到时不会卡在局部最小值内。
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光电青年

2021-08-04 15:11

有生之年:图中红框处补偿器应该就是您所说的全局优化了吧，里面也有近轴焦点选项。然后打开了样本1的优化函数界面，确实发现了有MTF的操作数在里面，继续优化后结果也不变，也就证实您的说法。那么如果可以知道如何更改zemax内建的评价函数的话，应该就可以做到把中心权重加大从而实现中 .. (2021-08-04 13:47) O'mcN*

我是真的不清楚你所说的中心对焦是个啥意思，是指的是轴上点成像质量最好，还是整个视场成像好。关于是否会卡在局部极小值那里，我认为如果只是调整最后一面的距离的话不会，因为它是连续的，卡在局部极小值的情况只会出现在设计过程中，是由于用户自加的评价函数对结构参量空间进行分割所致，我认为光线交点RMS，和波前RMS都是连续变化的，不存在卡住

有生之年

2021-08-04 17:15

光电青年:我是真的不清楚你所说的中心对焦是个啥意思，是指的是轴上点成像质量最好，还是整个视场成像好。关于是否会卡在局部极小值那里，我认为如果只是调整最后一面的距离的话不会，因为它是连续的，卡在局部极小值的情况只会出现在设计过程中，是由于用户自加的评价函数对结构参量空间 .. (2021-08-04 15:11) b&:v6#i

就是离焦MTF曲线中，以0°视场峰值位置作为像面位置。不同企业可能就用不同的评价方式了，不用太在意。
刚刚试了下，样本1故意后焦调到0°视场的其他波峰处，加大视场1权重，优化结果就会卡在该波峰处，像面不会去到MTF最高的波峰位置。因为有的系统后焦变化较大，可能因此卡在某个波峰处了，用SPOT点来优化可能会好一点。

vurtne_000	2021-08-12 10:55
名义 0.37411501 4v\HaOk 最佳 0.36460221 测试 36 nK1eh@a9Qv 最差 0.26403963 测试 95 \|LZ;2 i 平均数 0.33141483 _O`p(6 -tj#BEC[H( 这个数据比较敏感了，正常差值在0.05以下。

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