В процессе оптического проектирования оптимизация производительности оптической системы и анализ допусков разделены: система с теоретически хорошими характеристиками может иметь чрезмерно строгие допуски, поэтому снижение чувствительности оптической системы крайне важно. В телефонных объективов обычно используются чётные асферические поверхности для уменьшения аберраций системы и общей длины; введение членов высокого порядка приводит к серьезному ухудшению качества изображения из-за смещений оптической поверхности. В данной статье предлагается метод снижения чувствительности, основанный на теории узловых аберраций, для телефонных объективов с чётными асферическими поверхностями. Во-первых, на основе теории узловых аберраций проанализированы изменения коэффициентов Дзержи (Zernike) третьего порядка комы и астигматизма при смещениях конусообразной базовой поверхности чётной асферики. Затем, для вычисления изменений волновой аберрации, вызванных смещениями высокопорядковых членов чётной асферики, посредством преобразования координат зрачка получена зрачковая карта оптической поверхности в смещённом состоянии, и рассчитаны изменения волновых аберраций на основе изменений координат зрачка. Наконец, создана практическая модель производительности оптической системы с чётной асферикой, на основе которой спроектирован 4-элементный телефонный объектив. Результаты анализа допусков показали, что в пределах допусков эксцентриситета 5 мкм и наклона 5′ после 30 минут оптимизации среднеквадратичное значение волновой аберрации уменьшилось на 33% по сравнению со стандартным методом проектирования, что подтверждает эффективность предложенного метода.

теория узловых аберраций;снижение чувствительности;асферика;телефонный объектив