專利名稱：一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析方法和裝置。
背景技術(shù)：
在高分辨率空間光學(xué)遙感器中，主鏡位于入瞳位置并且采用分塊方式，主鏡的各個(gè)分塊鏡的幾何形狀可為正六角形、正八角形和環(huán)扇形等。主鏡的各個(gè)分塊鏡之間存在間隙，次鏡及次鏡支撐桿對主鏡形成遮攔。這些間隙和遮攔使得光瞳形狀變得十分復(fù)雜，同時(shí)主鏡的各個(gè)分塊鏡還可能存在六個(gè)自由度的平移、傾斜誤差及面形誤差，這些因素都會對光學(xué)系統(tǒng)的成像產(chǎn)生影響。因此有必要分析復(fù)雜光瞳對成像的影響并給出定量的結(jié)果。
目前對復(fù)雜光瞳成像的分析方法主要有兩種，一種是解析法，即利用衍射成像理論直接推導(dǎo)出復(fù)雜光瞳的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的解析表達(dá)式；另一種是仿真方法，即通過計(jì)算機(jī)仿真先將光瞳函數(shù)離散化，再利用快速傅里葉變換得到離散化的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。
解析法適用于光瞳形狀比較規(guī)則、光瞳內(nèi)像差形式比較簡單的情況，但當(dāng)光瞳形狀或像差形式比較復(fù)雜時(shí)難以得到解析解，導(dǎo)致該方法無法適用。 現(xiàn)有的仿真分析方法將成像系統(tǒng)當(dāng)作"黑箱"處理，即認(rèn)為波前誤差全部來自入瞳，而出瞳是入瞳的理想像，不考慮光學(xué)系統(tǒng)自身的誤差，直接對離散化的光瞳函數(shù)做傅里葉變換計(jì)算PSF(點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù))和MTF(調(diào)制傳遞函數(shù))。該方法由于沒有考慮光學(xué)系統(tǒng)自身的設(shè)計(jì)誤差對分析結(jié)果的影響，所以分析結(jié)果也存在誤差，對于接近衍射極限的成像系統(tǒng)，這一誤差通常是可以接受的，但對于像差較大的系統(tǒng)，就必須考慮光學(xué)系統(tǒng)自身誤差的影響。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析方法和裝
置，能夠分析光瞳形狀、分塊主鏡的位置誤差和面形誤差對像質(zhì)的影響。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析方法，包括 建立與光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸通道； 通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送孔徑描述指令，所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)所述孔徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模； 通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送所述分塊鏡位置誤差參數(shù)和面形誤差參數(shù)； 接收所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道返回的出瞳波前誤差，其中所述出瞳波前誤差是由所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的像質(zhì)分析子單元根據(jù)主鏡分塊鏡位置誤差參數(shù)、面形誤差參數(shù)以及所述非順序光學(xué)追跡組件建立的主鏡的各個(gè)分塊鏡的模型，并模擬光線經(jīng)過主鏡且歷經(jīng)實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)后進(jìn)行成像像質(zhì)分析得到的。
優(yōu)選地，所述向光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送孔徑描述指令具體實(shí)現(xiàn)為 向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送指示孔徑描述指令文件的信息，以便所述光學(xué)設(shè)計(jì)
仿真模塊中的非順序光學(xué)追跡組件能夠根據(jù)所述孔徑描述指令文件信息讀取所述孔徑描
述指令文件，所述孔徑描述指令文件中存儲有用于描述主鏡的各個(gè)分塊鏡的光瞳形狀的孔
徑描述指令。 優(yōu)選地，所述分塊鏡位置誤差參數(shù)包括分塊鏡在X、Y和Z三個(gè)方向上的平移和傾斜誤差中的任意組合。 優(yōu)選地，所述分塊鏡面形誤差參數(shù)包括分塊鏡的曲率半徑誤差、二次曲面系數(shù)誤差和以網(wǎng)格點(diǎn)矢高定義的面形誤差中的任意組合。 優(yōu)選地，所述非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)所述孔徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模包括 所述非順序光學(xué)追跡組件接收添加的主鏡的各個(gè)分塊鏡，所述主鏡的面形類型預(yù)先設(shè)置為非序列組件，所述主鏡的前后預(yù)先各插入一個(gè)虛擬面，并預(yù)先設(shè)定了所述主鏡上非順序光線追跡的入口和出口位置； 所述非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)所述孔徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模。
另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析的裝置，包括 通道建立單元，用于建立與光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸通道； 光瞳形狀發(fā)送單元，用于通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送
孔徑描述指令，所述孔徑描述指令用于所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非順序光學(xué)追跡組件據(jù)
此對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模； 誤差發(fā)送單元，用于通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送分塊鏡誤差參數(shù)和面形誤差參數(shù)； 接收單元，用于接收所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道返回的出瞳波
前誤差，其中所述出瞳波前誤差是由所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的像質(zhì)分析子單元根據(jù)主鏡
分塊鏡位置誤差參數(shù)、面形誤差參數(shù)以及所述非順序光學(xué)追跡組件建立的主鏡的各個(gè)分塊
鏡的模型，并模擬光線經(jīng)過主鏡且歷經(jīng)實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)后進(jìn)行成像像質(zhì)分析得到的。 優(yōu)選地，所述光瞳形狀發(fā)送單元具體用于向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送指示孔徑
描述指令文件的信息，以便所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非順序光線追跡組件能夠根據(jù)所述
孔徑描述指令文件信息讀取所述孔徑描述指令文件，所述孔徑描述指令文件中存儲有用于
描述主鏡的各個(gè)分塊鏡的光瞳形狀的孔徑描述指令。 優(yōu)選地，所述分塊鏡位置誤差參數(shù)包括分塊鏡在X、Y和Z三個(gè)方向上的平移和傾斜誤差中的任意組合。 優(yōu)選地，所述分塊鏡面形誤差參數(shù)包括分塊鏡的曲率半徑誤差、二次曲面系數(shù)誤差和以網(wǎng)格點(diǎn)矢高定義的面形誤差中的任意組合。 通過本發(fā)明實(shí)施例，能夠分析主鏡各分塊鏡的光瞳形狀、主鏡各分塊鏡的位置誤差和面形誤差對像質(zhì)的影響，具有較高的仿真精度和可信度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析方法的流程 圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一 本發(fā)明實(shí)施例一提供一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析方法，如圖1所示，該方法包括 步驟S101 :建立與光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸通道； 本實(shí)施例中的光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊用于對分塊式進(jìn)行建模并實(shí)現(xiàn)像質(zhì)分析，在實(shí)際中，可以利用已經(jīng)開發(fā)好的仿真軟件中的組件實(shí)現(xiàn)，例如可以利用Zemax軟件實(shí)現(xiàn)。本步驟中建立的數(shù)據(jù)傳輸通道用于與光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。 Zemax軟件支持兩種基本的光線追跡模式，即順序(Sequential)光線追跡和非順
序(Non-sequential)光線追跡。普通的光學(xué)系統(tǒng)都是在順序光線追跡模式下建立的。在
這種模式下光線只能從系統(tǒng)的一個(gè)光學(xué)表面追跡到下一個(gè)表面，并且每個(gè)表面只能被追跡
一次。當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的主鏡包含多個(gè)分塊鏡時(shí)，需要對每個(gè)分塊鏡分別進(jìn)行光線追跡，但它們
實(shí)際上又位于同一個(gè)主鏡表面上，這在順序光線追跡模式中是無法實(shí)現(xiàn)的，因此本實(shí)施例
中需要用非順序組件(Non-sequential Component)對主鏡進(jìn)行重新建模。 步驟S102 :通過上述數(shù)據(jù)傳輸通道，向光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送孔徑描述指令，其
中，該孔徑描述指令用于描述主鏡的各個(gè)分塊鏡的光瞳形狀。 其中，該孔徑描述指令是遵照非順序光線追跡組件的規(guī)定的，例如該非順序光線追跡組件中定義了描述圓、圓弧、直線、正多邊形等的幾何形狀的指令，在實(shí)際中只需要計(jì)算出分塊鏡的各個(gè)定點(diǎn)的坐標(biāo)，然后基于非順序光線追跡組件中定義的孔徑描述指令，對分塊鏡的光瞳形狀進(jìn)行描述。光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)上述孔徑描述指令可以對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模。其中，非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)所述孔徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建?？梢圆捎萌缦虏襟E實(shí)現(xiàn)非順序光學(xué)追跡組件接收添加的主鏡的各個(gè)分塊鏡，該主鏡的面形類型預(yù)先設(shè)置為非序列組件，主鏡的前后預(yù)先各插入一個(gè)虛擬面，并預(yù)先設(shè)定了所述主鏡上非順序光線追跡的入口和出口位置；非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)孔徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模。在本實(shí)施例中虛擬面是一個(gè)用于進(jìn)一步分析波前的選定面。 在實(shí)際中，上述孔徑描述指令可以實(shí)現(xiàn)存儲在一個(gè)文件(以下稱為孔徑描述指令文件)中，然后非順序光線追跡組件通過讀取該孔徑描述指令文件即可獲取孔徑描述指令?；谏鲜隹紤]，步驟S102可以具體實(shí)現(xiàn)為向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送指示孔徑描
6述指令文件的信息。這樣，非順序光線追跡組件根據(jù)接收到的指示孔徑描述指令文件的信 息，可以定位孔徑描述指令文件并進(jìn)行讀取，從而獲得該文件中的孔徑描述指令，即獲得分 塊鏡的光瞳形狀的描述。 步驟S103 :通過上述數(shù)據(jù)傳輸通道，向光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送所述分塊鏡位置誤 差參數(shù)和分塊鏡面形誤差參數(shù)。 其中，上述分塊鏡位置誤差參數(shù)可以包括分塊鏡在X、Y和Z三個(gè)方向上的平移和 傾斜誤差中的任意組合。上述分塊鏡面形誤差參數(shù)包括分塊鏡的曲率半徑誤差、二次曲面 系數(shù)誤差和以網(wǎng)格點(diǎn)矢高定義的面形誤差中的任意組合。
步驟S104 :接收光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊通過上述傳輸通道返回的出瞳波前誤差。
在本實(shí)施例中，光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的像質(zhì)分析子單元能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)雜光瞳成像
像質(zhì)分析的功能，并且該像質(zhì)分析子單元能夠根據(jù)非順序光學(xué)追跡組件建立的主鏡的各個(gè)
分塊鏡的模型以及接收到的分塊鏡位置誤差參數(shù)和面形誤差參數(shù)，并模擬光線經(jīng)過主鏡且
歷經(jīng)實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)后進(jìn)行像質(zhì)分析，得到出瞳波前誤差，并將分析結(jié)果返回給調(diào)用方。在本
實(shí)施例中像質(zhì)分析子單元在進(jìn)行分析得出出瞳波前的過程中，模擬了光線經(jīng)過了實(shí)際光學(xué)
系統(tǒng)，所以考慮了實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的自身誤差，仿真結(jié)果的逼真度和可信度更高。實(shí)際光學(xué)系
統(tǒng)的自身誤差可以包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)誤差、系統(tǒng)除主鏡外，如次鏡、三鏡的裝調(diào)誤差等。 以下以像質(zhì)分析子單元利用Zemax軟件實(shí)現(xiàn)為例詳細(xì)說明本實(shí)施例提供的方法
的具體實(shí)現(xiàn)。 以調(diào)用方為Matlab軟件為例。Matlab和Zemax之間可以通過動態(tài)數(shù)據(jù)交換 (Dynamic Data Exchange,DDE)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互。動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)是允許各 種Windows應(yīng)用程序間交換數(shù)據(jù)的通信機(jī)制。應(yīng)用程序可以借助DDE對話實(shí)現(xiàn)彼此間的 通信。請求建立對話的應(yīng)用程序稱為客戶(Client)，而響應(yīng)對話請求的應(yīng)用程序稱為服務(wù) 器(Server) 。 Matlab作為Windows平臺上的應(yīng)用程序，也具有借助DDE與其他應(yīng)用程序通 信的功能。在Matlab和Zemax的DDE通信中，Zemax通常是作為Server,而Matlab作為 Client。 Zemax中定義了大量代表某種操作的數(shù)據(jù)項(xiàng)(data item)，通過這些數(shù)據(jù)項(xiàng)可以修 改和獲取光學(xué)系統(tǒng)的各種參數(shù)。 為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜光瞳分析，首先建立Matlab與Zemax的組件之 間的數(shù)據(jù)傳輸通道。具體可以利用Matlab中的如下語句Cha皿el = ddeinit(' ZEMAX' ，' DDEWithZemax')。利用ddereq函數(shù)，Matlab可以向Zemax發(fā)送 指令，執(zhí)行Item定義的操作，語句的通式為R印ly = ddereq (Channel, Item)。
Zemax軟件中定義了一批用于描述光瞳形狀的孔徑描述指令，例如CIR指令用于 描述圓，ARC指令用于描述圓弧，LIN指令用于描述正多邊形等。所以只需要根據(jù)主鏡的光 瞳參數(shù)計(jì)算出分塊鏡各個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，然后利用Zemax定義的孔徑描述指令就可以描述分 塊鏡的光瞳形狀。然后將分塊境的孔徑描述指令寫入Zemax支持的uda文件中?？梢酝ㄟ^ 如下語句實(shí)現(xiàn)向非順序組件發(fā)送指示孔徑描述指令文件的信息 SetUDA = ddereq(Channel， strcat ( ' SetAperture，2，8，0，0，0，0， '， UDAFileName. EdgeMirrl)) Zemax軟件中的非順序組件通過讀取孔徑描述指令文件中的孔徑描述指令，對主 鏡的分塊鏡進(jìn)行建模。
7
向Zemax發(fā)送分塊鏡位置誤差參數(shù)可以通過如下語句實(shí)現(xiàn) SetTiltX = ddereq(Channel, [' SetNSCPosition， 2， 2， 4，'，皿m2str (PosErr.
PM. tiltX)]) 向Zemax中的非順序組件發(fā)送分塊鏡面形誤差參數(shù)可以通過如下語句實(shí)現(xiàn)
SetSurfErr = ddereq(Channel，' SetNSCObjectData，2，2，l，PMEdgeNSC. GRD')
Zemax中的像質(zhì)分析子單元基于上述參數(shù)進(jìn)行仿真像質(zhì)分析，通過如下語句可以 獲得分析結(jié)果 R印ly = ddereq (Channel ，strcat(' GetTextFile， ' ，WFMPath， ' ，Wfm，，0')， [ll]) 在實(shí)際中還可以利用Matlab開發(fā)圖像用戶界面，對光瞳參數(shù)的設(shè)置和像質(zhì)分析 進(jìn)行即時(shí)顯示。 本實(shí)施例提供的復(fù)雜光瞳成像分析方法，能夠分析主鏡各分塊鏡的光瞳形狀、主
鏡各分塊鏡的位置誤差和面形誤差對像質(zhì)的影響。 實(shí)施例二 本發(fā)明實(shí)施例二相應(yīng)提供一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析的裝置，如圖2所 示，該裝置包括通道建立單元201、光瞳形狀發(fā)送單元202、誤差發(fā)送單元203和接收單元 204。 其中通道建立單元201用于建立與光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。光瞳 形狀發(fā)送單元202用于通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送孔徑描述指 令，所述孔徑描述指令用于描述主鏡的各個(gè)分塊鏡的光瞳形狀，光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非 順序光學(xué)追跡組件能夠根據(jù)上述孔徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模。誤差發(fā)送單 元203用于通過據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送分塊鏡誤差參數(shù)和面形誤差參 數(shù)。接收單元204用于接收所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道返回的出瞳波前 誤差，其中所述波前出瞳誤差是由光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的像質(zhì)分析子單元根據(jù)實(shí)際光學(xué)系 統(tǒng)的誤差、所述分塊鏡位置誤差參數(shù)、面形誤差參數(shù)以及所述非順序光學(xué)追跡組件建立的 主鏡的各個(gè)分塊鏡的模型進(jìn)行成像像質(zhì)分析得到的。 其中，光瞳形狀發(fā)送單元202可以向光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送指示孔徑描述指令文 件的信息，光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非順序光線追跡組件根據(jù)該孔徑描述指令文件信息讀取 所述孔徑描述指令文件，孔徑描述指令文件中存儲有用于描述主鏡的各個(gè)分塊鏡的光瞳形 狀的孔徑描述指令。 上述分塊鏡位置誤差參數(shù)可以包括分塊鏡在X、 Y和Z三個(gè)方向上的平移和傾斜 誤差中的任意組合。上述分塊鏡面形誤差參數(shù)可以包括分塊鏡的曲率半徑誤差、二次曲面 系數(shù)誤差和以網(wǎng)格點(diǎn)矢高定義的面形誤差中的任意組合。 通過本實(shí)施例提供的復(fù)雜光瞳成像分析裝置，能夠分析主鏡各分塊鏡的光瞳形 狀、主鏡各分塊鏡的位置誤差和面形誤差對像質(zhì)的影響。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析方法，其特征在于，包括建立與光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸通道；通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送孔徑描述指令，所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)所述孔徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模；通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送所述分塊鏡位置誤差參數(shù)和面形誤差參數(shù)；接收所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道返回的出瞳波前誤差，其中所述出瞳波前誤差是由所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的像質(zhì)分析子單元根據(jù)主鏡分塊鏡位置誤差參數(shù)、面形誤差參數(shù)以及所述非順序光學(xué)追跡組件建立的主鏡的各個(gè)分塊鏡的模型，并模擬光線經(jīng)過主鏡且歷經(jīng)實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)后進(jìn)行成像像質(zhì)分析得到的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述向光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送孔徑描述 指令具體實(shí)現(xiàn)為向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送指示孔徑描述指令文件的信息，以便所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真 模塊中的非順序光學(xué)追跡組件能夠根據(jù)所述孔徑描述指令文件信息讀取所述孔徑描述指 令文件，所述孔徑描述指令文件中存儲有用于描述主鏡的各個(gè)分塊鏡的光瞳形狀的孔徑描 述指令。
3 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分塊鏡位置誤差參數(shù)包括分塊 鏡在X、 Y和Z三個(gè)方向上的平移和傾斜誤差中的任意組合。
4 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分塊鏡面形誤差參數(shù)包括分塊 鏡的曲率半徑誤差、二次曲面系數(shù)誤差和以網(wǎng)格點(diǎn)矢高定義的面形誤差中的任意組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)所述孔 徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模包括所述非順序光學(xué)追跡組件接收添加的主鏡的各個(gè)分塊鏡，所述主鏡的面形類型預(yù)先設(shè) 置為非序列組件，所述主鏡的前后預(yù)先各插入一個(gè)虛擬面，并預(yù)先設(shè)定了所述主鏡上非順 序光線追跡的入口和出口位置；所述非順序光學(xué)追跡組件根據(jù)所述孔徑描述指令對主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模。
6. —種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析的裝置，其特征在于，包括 通道建立單元，用于建立與光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸通道； 光瞳形狀發(fā)送單元，用于通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送孔徑描述指令，所述孔徑描述指令用于所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非順序光學(xué)追跡組件據(jù)此對 主鏡的各個(gè)分塊鏡進(jìn)行建模；誤差發(fā)送單元，用于通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送分塊鏡誤 差參數(shù)和面形誤差參數(shù)；接收單元，用于接收所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道返回的出瞳波前誤 差，其中所述出瞳波前誤差是由所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的像質(zhì)分析子單元根據(jù)主鏡分塊 鏡位置誤差參數(shù)、面形誤差參數(shù)以及所述非順序光學(xué)追跡組件建立的主鏡的各個(gè)分塊鏡的 模型，并模擬光線經(jīng)過主鏡且歷經(jīng)實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)后進(jìn)行成像像質(zhì)分析得到的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述光瞳形狀發(fā)送單元具體用于向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送指示孔徑描述指令文件的信息，以便所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的非順序光線追跡組件能夠根據(jù)所述孔徑描述指令文件信息讀取所述孔徑描述指令文件，所述孔徑描述指令文件中存儲有用于描述主鏡的各個(gè)分塊鏡的光瞳形狀的孔徑描述指令。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述分塊鏡位置誤差參數(shù)包括分塊鏡在X、 Y和Z三個(gè)方向上的平移和傾斜誤差中的任意組合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述分塊鏡面形誤差參數(shù)包括分塊鏡的曲率半徑誤差、二次曲面系數(shù)誤差和以網(wǎng)格點(diǎn)矢高定義的面形誤差中的任意組合。
全文摘要
本發(fā)明提供在一種分塊式主鏡復(fù)雜光瞳成像分析方法和裝置，該方法包括建立與光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸通道；向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送孔徑描述指令；通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道，向所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊發(fā)送所述分塊鏡位置誤差參數(shù)和面形誤差參數(shù)；接收所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊通過所述數(shù)據(jù)傳輸通道返回的出瞳波前誤差，其中所述出瞳波前誤差是由所述光學(xué)設(shè)計(jì)仿真模塊中的像質(zhì)分析子單元根據(jù)主鏡分塊鏡位置誤差參數(shù)、面形誤差參數(shù)以及各個(gè)分塊鏡的模型，并模擬光線經(jīng)過主鏡且歷經(jīng)實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)后進(jìn)行成像像質(zhì)分析得到的。本發(fā)明提供的復(fù)雜光瞳成像分析方法和裝置能夠分析主鏡各分塊鏡的光瞳形狀、主鏡各分塊鏡的位置誤差和面形誤差對像質(zhì)的影響。
文檔編號G02B27/00GK101719178SQ20091023739
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者俞信, 張曉芳, 董冰 申請人:北京理工大學(xué)