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摘要 %!A:Ka!m. 研究課題 RRS)7fFm 本文提出了將光學(xué)器件生產(chǎn)的各個(gè)階段，從光學(xué)元件的設(shè)計(jì)，到機(jī)械和技術(shù)生產(chǎn)階段，再到制造成本的計(jì)算，以一個(gè)單一的邏輯順序結(jié)合起來(lái)的思想。這個(gè)想法更有吸引力，因?yàn)樗梢钥刂普麄�(gè)過(guò)程，節(jié)省時(shí)間和預(yù)算，在設(shè)計(jì)階段就決定最合適的生產(chǎn)方案。這些信息必須是客觀的，與生產(chǎn)的具體類型和數(shù)量有關(guān)，并且易于在初始設(shè)計(jì)階段進(jìn)行驗(yàn)證和控制。 2#5Q~ 方法：該方法包括在“交鑰匙”的基礎(chǔ)上結(jié)合光學(xué)設(shè)備創(chuàng)建的所有階段，包括設(shè)備光學(xué)方案的分析和可視化選項(xiàng)，考慮到機(jī)械和技術(shù)方面，以及根據(jù)產(chǎn)量計(jì)算“項(xiàng)目-產(chǎn)品”成本，并提出優(yōu)化建議。眾所周知，在設(shè)計(jì)光學(xué)元件時(shí)，特別是對(duì)于接近分辨率衍射極限的圖像質(zhì)量保證，有幾種可供選擇的電路解決方案：僅包含球面或方案中具有不同數(shù)量的光學(xué)元件的透鏡的選擇，或具有非球面的透鏡。在設(shè)計(jì)階段，選擇是困難的。在這種情況下，決定是考慮到鏡頭的生產(chǎn)工藝過(guò)程。 Q ]TZyk 主要的結(jié)果：進(jìn)行了最佳透鏡光學(xué)方案的選擇。當(dāng)光學(xué)器件方案的設(shè)計(jì)變體、光學(xué)元件的制造公差和生產(chǎn)量已知時(shí)，就可以在最早階段對(duì)光學(xué)器件的制造可能性進(jìn)行評(píng)估。確定了給定器件的各種光學(xué)方案的光學(xué)元件的制造成本。進(jìn)行了備選電路解決方案的研究，例如，僅包含球面或方案中具有不同數(shù)量光學(xué)元件的透鏡變體，或使用非球面。在設(shè)計(jì)階段，正確的選擇是困難的。在本文的案例中，考慮到透鏡生產(chǎn)的工藝流程，開(kāi)發(fā)了解決方案。為此，一種名為PanDao的新軟件工具被應(yīng)用于光學(xué)系統(tǒng)的早期設(shè)計(jì)階段，為可生產(chǎn)性、所需的制造技術(shù)和預(yù)期的生產(chǎn)成本提供了預(yù)覽。為了說(shuō)明PanDao軟件的使用，我們開(kāi)發(fā)了兩種針孔透鏡方案，并與與透鏡孔徑一致的前向輸入瞳孔進(jìn)行了比較；第一透鏡由三個(gè)球面光學(xué)元件組成，第二透鏡由四個(gè)非球面光學(xué)元件組成。 ;30 3fS 實(shí)際的相關(guān)性：說(shuō)明了在光學(xué)設(shè)計(jì)階段對(duì)透鏡系統(tǒng)進(jìn)行可制造性分析的可能性，并在給定產(chǎn)量的條件下確定了光學(xué)器件制造的最佳工藝順序。對(duì)各種光學(xué)元件的制造過(guò)程進(jìn)行建模，可以選擇最優(yōu)生產(chǎn)鏈，并評(píng)估制造、裝配和設(shè)備測(cè)試的需求和成本。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在早期設(shè)計(jì)階段計(jì)算設(shè)備成本，這有助于在某些情況下優(yōu)化其光學(xué)方案，有時(shí)甚至可以避免原型設(shè)計(jì)階段。這種方法首先在PanDao軟件中實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在可供廣泛的研究人員使用。 02[m{a - 關(guān)鍵詞 L:Rg3eo 光學(xué)設(shè)計(jì)、光學(xué)制造、人工智能、光學(xué)技術(shù)、透鏡、像差、公差、制造成本、制造成本分析 %XukiA+ 介紹 J61%a,es 計(jì)算機(jī)技術(shù)在科學(xué)、生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域占有越來(lái)越大的空間，滲透到以前難以想象的領(lǐng)域。其中一個(gè)最近的例子是一個(gè)多學(xué)科項(xiàng)目，涉及光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光學(xué)元件的制造過(guò)程及其生產(chǎn)成本。 B/a`5&G] 光學(xué)設(shè)計(jì)包括起點(diǎn)選擇，在起點(diǎn)選擇光學(xué)元件的數(shù)量和位置。然后設(shè)計(jì)師控制技術(shù)規(guī)格和圖像質(zhì)量。 ${z #{c1 光學(xué)器件的設(shè)計(jì)典型地展示了幾種技術(shù)解決方案[1]的存在；它們之間的區(qū)別并不明顯。例如，通過(guò)確定其最優(yōu)生產(chǎn)鏈和比較替代變體的生產(chǎn)成本，可以選擇最佳產(chǎn)品。 !5De?OXe 利用最近開(kāi)發(fā)的PanDao軟件工具成功地解決了這些問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，PanDao是一個(gè)由光學(xué)設(shè)計(jì)人員編寫的分析光學(xué)布局和公差的軟件。然后，對(duì)所選技術(shù)的制造鏈進(jìn)行了推薦，并對(duì)所選技術(shù)的生產(chǎn)成本進(jìn)行了計(jì)算。 |g}r 到目前為止，現(xiàn)有的軟件工具一直在分別解決光學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題，并創(chuàng)建其生產(chǎn)的技術(shù)鏈。因此，SYNOPSYS, OSD, CODEV， OPTICS STUDIO等軟件程序?yàn)橛脩籼峁┝藢?shí)現(xiàn)光線追蹤，分析光學(xué)元件和編制光學(xué)元件公差的選擇，這些都是其生產(chǎn)技術(shù)從未結(jié)合過(guò)的。在光學(xué)設(shè)計(jì)師之后，另一位專家使用不同的軟件，如MOLDEX 3D，展示了鏡片技術(shù)鏈和塑料光學(xué)的生產(chǎn)過(guò)程，僅采用注射成型。通常，這些工程師之間沒(méi)有聯(lián)系，而且經(jīng)常相互矛盾。這一事實(shí)減緩了光學(xué)器件的生產(chǎn)過(guò)程，并增加了其成本。 meV Z_f/ 在光學(xué)系統(tǒng)的生成過(guò)程中，隨后涉及三個(gè)不同的實(shí)體： )tJaw#Mih 1) 最初，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將性能參數(shù)轉(zhuǎn)換為光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)，如使用的玻璃類型，透鏡幾何形狀，表面形狀精度，粗糙度和中頻誤差以及應(yīng)用的涂層類型；
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