[發(fā)明專利]一種光線與光學自由曲面交點位置迭代求解方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310071504.1 | 申請日： | 2023-01-18 |
| 公開（公告）號： | CN116047756A | 公開（公告）日： | 2023-05-02 |
| 發(fā)明（設計）人： | 鞠國浩;白曉泉;姜鳳義;許博謙 | 申請（專利權）人： | 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 |
| 主分類號： | G02B27/00 | 分類號： | G02B27/00 |
| 代理公司： | 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214 | 代理人： | 于曉慶 |
| 地址： | 130033 吉*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 光線 光學 自由 曲面 交點 位置 求解 方法 | ||
1.一種光線與光學自由曲面交點位置迭代求解方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、確定光線與光學自由曲面交點位置迭代求解所需的一個初始迭代點；
步驟二、求解經過步驟一所得初始迭代點且與光學自由曲面相切的平面，并確定光線與該平面的交點；
步驟三、計算經過步驟二所得交點且平行于光軸方向的直線與光學自由曲面的交點；
步驟四、計算步驟二所得交點與步驟三所得交點之間的距離，若該距離小于設定的閾值，則退出迭代，以步驟三所得交點為最終迭代結果；
步驟五、若步驟二所得交點與步驟三所得交點之間的距離大于設定的閾值，則更新初始迭代點，以步驟上所得交點作為初始迭代點，并重復步驟二至步驟五。
2.根據權利要求1所述的一種光線與光學自由曲面交點位置迭代求解方法，其特征在于，步驟一的具體操作過程如下：
光學自由曲面沿光軸方向的面形矢高用自由曲面矢高方程(1)表示：
其中，z(x,y)表示坐標(x,y)處的面形矢高，等式右邊第一部分表示非球面部分面形，c表示曲率，k表示二次項系數，k＝-e2，e表示偏心率；等式右邊第二部分zF(x,y)表示坐標(x,y)處光學自由曲面部分的面形矢高，該面形矢高包括高次非球面和自由曲面面形；
確定初始迭代點A，其坐標為(xa,ya,za)，則初始迭代點A的z軸坐標根據自由曲面矢高方程(1)確定：
其中，zF(xa,ya)表示坐標(xa,ya)處光學自由曲面部分的面形矢高。
3.根據權利要求2所述的一種光線與光學自由曲面交點位置迭代求解方法，其特征在于，步驟一中，確定初始迭代點的具體操作過程如下：
確定光線與xOy平面的交點L(xL,yL,zL)，過交點L做平行于光軸的直線，將該直線與光學自由曲面的交點A1(x1,y1,z1)作為初始迭代點，其中x1＝xL，y1＝y(tǒng)L，交點A1的z軸坐標z1根據自由曲面矢高方程(1)確定。
4.根據權利要求2所述的一種光線與光學自由曲面交點位置迭代求解方法，其特征在于，步驟一中，確定初始迭代點的具體操作過程如下：
確定光線與光學自由曲面的基本球面部分的交點M(xM,yM,zM)，過交點M做平行于光軸的直線，將該直線與光學自由曲面的交點A2(x2,y2,z2)作為初始迭代點，其中x2＝xM，y2＝y(tǒng)M，交點A2的z軸坐標z2根據自由曲面矢高方程(1)確定。
5.根據權利要求2所述的一種光線與光學自由曲面交點位置迭代求解方法，其特征在于，步驟一中，確定初始迭代點的具體操作過程如下：
確定光線與光學自由曲面的二次曲面部分的交點N(xN,yN,zN)，過交點N做平行于光軸的直線，將該直線與光學自由曲面的交點A3(x3,y3,z3)作為初始迭代點，其中x3＝xN，y3＝y(tǒng)N，交點A3的z軸坐標z3根據自由曲面矢高方程(1)確定。
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