眼底相机的公差分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学器件的公差分析方法，尤其涉及一种眼底相机的公差分析方 法，属于眼底成像系统检测领域。
【背景技术】
[0002] 光学器件在设计完成以后，送厂加工以前，还要对系统进行详细的公差分析。在光 学零件加工的过程中，由于加工设备存在系统误差、随机误差等各种因素的影响，光学表面 不可能完全和标准样板一致。零件在加工中所允许的尺寸、形状和位置等最大的误差变化 范围，称为公差。在零件加工和安装过程中，过于宽松的公差往往会造成实际加工出来的系 统性能远低于理论设计值，有时甚至性能过低，造成系统无法满足要求。而过紧的公差虽然 使实际系统性能更接近理论值，但会增加加工工艺和装调的难度，结果大幅增加成本，造成 浪费。因此进行合理的公差分析具有非常重要的意义。
[0003] 在进行公差分析时，不仅要对光学元件进行合理的公差分析和分配，还要考虑到 对光学元件直接或间接起支撑作用的机械元件的公差范围，确保系统实际性能在可接受的 范围内。公差分析的作用就是对不同光学元件、机械元件的各种类型的公差进行合理的分 配，并建立性能评价函数。通过对评价函数进行预测，找到一组合适的公差既保证系统实 际性能能够达到设计要求，又保证系统加工、装调和校准的成本不致过高，从而达到设计最 优。
[0004] 眼底相机是一种用于观察人眼视网膜病变的重要眼科设备，在临床上有着重要 的应用。眼底相机的光学系统包括照明系统和成像系统，工作谱段覆盖近红外和可见光，近 红外与可见光照明系统实现对眼底均匀、充分的照明，成像系统实现将视网膜最终成像在 位于最佳像面的传感器上。因此，在送厂加工前，对眼底相机的光学系统进行公差分析是确 保系统正常运作的关键。
【发明内容】
[0005] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种眼底相机的公差分析 方法。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：相较于现有技术，本发明提供的 眼底相机的公差分析方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤一、根据透镜加工场上的加工能力确定公差的上下限；
[0008] 步骤二根据系统特点，确定最终需要分析的公差类型和补偿器类型；、
[0009] 步骤三、根据系统特点设置一组合适的可变公差初始值，并将补偿器类设置为变 量；
[0010] 步骤四、确定系统性能评价标准，利用光学设计软件的公差功能分析在当前公差 值和补偿器的情况下系统性能的变化情况；
[0011] 步骤五、根据当前分析结果和系统要求，确定当前公差值是否满足要求；
[0012] 步骤六、如果以上步骤仍不能达到最终要求，则需要对当前的系统结构进行重新 设计，然后再次重新进行公差分析，直至满足要求为止。
[0013] 本发明提供另一种眼底相机的公差分析方法，包括以下步骤：
[0014] 步骤一、根据眼底相机中透镜加工厂商的加工能力，确定不同公差类型的公差上 限和下限；
[0015] 步骤二、根据系统特点，确定最终需要分析的公差类型和补偿器类型，在系统实际 的加工和装调过程中，不仅要确定各个元件的公差类型和公差值，还会针对系统特点设定 不同类型的补偿器，包括像面的位移，用于补偿由元件公差引起的系统性能下降，将系统性 能损失降到最低；
[0016] 步骤三、根据系统特点设置一组合适的可变公差初始值，并将补偿器类设置为变 量，初始公差值的确定依据系统性能对参数变化的敏感程度，如果系统随参数的非常敏感， 那么公差初始值设置时应该相对严一些；如果系统随参数的变化不敏感，公差值的设置可 以相对宽松一些；
[0017] 步骤四、确定系统性能评价标准，利用光学设计软件的公差功能分析在当前公差 值和补偿器的情况下系统性能的变化情况，针对系统特点，评价函数一般选用累积概率随 MTF值或像面光斑尺寸等类型的变化情况；
[0018] 步骤五、根据当前分析结果和系统要求，确定当前公差值是否满足要求。如果满 足，公差分析完成；如果不能满足，则需要对公差进行认真分析，加严敏感的公差参数，放宽 非敏感参数，然后重复步骤（4)，直至达到最终要求；
[0019] 步骤六、如果以上步骤仍不能达到最终要求，则需要对当前的系统结构进行重新 设计，然后再次重新进行公差分析，直至满足要求为止。
[0020] 本发明介绍了光学系统的主要公差类型以及进行公差分析的具体流程。然后针对 眼底相机成像系统进行了详细的公差分析，保证了本系统能够最终送厂加工。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明在不同人眼视度状态下成像系统累计概率随MTF变化曲线图。
【具体实施方式】
[0022] 本发明提供一种眼底相机的公差分析方法，为使本发明的目的、技术方案及效果 更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023] 实施例
[0024] 本实施例公开的眼底相机的公差分析方法，包括以下步骤：
[0025] 步骤一、根据透镜加工场上的加工能力确定公差的上下限；
[0026] 步骤二根据系统特点，确定最终需要分析的公差类型和补偿器类型；、
[0027] 步骤三、根据系统特点设置一组合适的可变公差初始值，并将补偿器类设置为变 量；
[0028] 步骤四、确定系统性能评价标准，利用光学设计软件的公差功能分析在当前公差 值和补偿器的情况下系统性能的变化情况；
[0029] 步骤五、根据当前分析结果和系统要求，确定当前公差值是否满足要求；
[0030] 步骤六、如果以上步骤仍不能达到最终要求，则需要对当前的系统结构进行重新 设计，然后再次重新进行公差分析，直至满足要求为止。
[0031] 影响成像光学系统成像质量的公差主要包括元件本身加工制造存在的公差和系 统装调校准存在的公差，具体包括：
[0032] 曲率公差：镜片实际加工的表面曲率半径和设计理论值之间的最大误差，在CODE V中通常用套样板公差DLF表示，单位为光圈数。DLF为表面面型公差的一种，作为元件表 面和参考样板表面的精确配合程度的一种计量。该项测量还有测量不规则度IRR，如偏离标 称值圆环的椭圆度。
[0033] 局部光圈公差：表面面型公差的一种，表征面型表面的局部不规则度，在CODEV中 用随机表面误差RSE表示，单位为光圈数。
[0034] 厚度公差：透镜元件前后表面厚度偏差的最大值，在CODEV中用DLT表示，单位为 mm。DLT在CODEV中也能够表示透镜之间空气间隔的距离误差。
[0035] 折射率公差：加工时选用的玻璃对d光的折射率最大误差，在CODEV用DLN表示。
[0036] 色散率公差：加工时选用玻璃的色散偏差最大值，在CODEV中用DLV表示。
[0037] 光楔公差：元件前后表面不共轴即表面倾斜的最大误差，在CODEV中用TIR表示， 分为沿X方向的TIX和沿Y方向的TIY，单位为弧度。
[0038] 桶形倾斜公差：在装调过