光学设计第二章ppt课件

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1、第二章第二章光学自动设计原理和程序光学自动设计原理和程序没有计算机时代：人工校正像差没有计算机时代：人工校正像差有计算机时代：计算机计算像差，计算机模有计算机时代：计算机计算像差，计算机模 拟人工校正像差拟人工校正像差对光学系统两方面的要求对光学系统两方面的要求: :光学特性和成像质量光学特性和成像质量 光光学学特特性性：不不随随系系统统结结构构参参数数改改变变的的常常数数。如如：物物距距L L，孔孔径径高高H H或或孔孔径径角角正正弦弦sinsinU U，视视场场角角或或物物高高y y，入入瞳瞳或或孔孔径径光光阑阑的的位位置置，以以及及轴轴外外光光束束的的渐渐晕晕系系数数K K+ +，K K

2、- -等等等等。在在计计算算和和校校正正光光学学系系统统像像差差的的过过程程中中这这些些参参数数永永远远保保持持不不变变，它它们们是是和和自自变变量量（结结构构参数）无关的常量。参数）无关的常量。对光学系统两方面的要求对光学系统两方面的要求: :光学特性和成像质量光学特性和成像质量像像质质评评价价指指标标：随随结结构构参参数数改改变变的的参参数数。它它们们包包括括代代表表系系统统成成像像质质量量的的各各种种几几何何像像差差或或波波像像差差。同同时时也也包包括括某某些些近近轴轴光光学学特特性性参参数数，例例如如焦焦距距 ，放放大大率率，像距，出瞳距像距，出瞳距等等。等等。第第二二类类参参数数统统

3、称称为为像像差差。设设计计一一个个光光学学系系统统就就是是在在满足系统全部要求的前提下，确定系统的结构参数。满足系统全部要求的前提下，确定系统的结构参数。像差像差: : 像差方程组像差方程组结结构构参参数数: :像差方程组像差方程组像差方程组是一个十分复杂的非线性方程组像差方程组是一个十分复杂的非线性方程组 光光学学设设计计问问题题从从数数学学角角度度来来看看，就就是是建建立立和和求求解解这这 个个 像像 差差 方方 程程 组组 。 也也 就就 是是 根根 据据 系系 统统 要要 求求 的的 像像 差差 值值 ，从从上上述述方方程程组组中中找找出出解解 ，它它就就是我们要求的结构参数。是我们要

4、求的结构参数。实实际际中中，找找不不出出函函数数的的具具体体形形式式，只只能能在在给给出出系系统统结结构构参参数数的的条条件件下下，用用数数值值计计算算的的方方法法求求出出对对应应的函数值。的函数值。 以以前前的的设设计计方方法法：首首先先选选定定一一个个原原始始系系统统，按按要要求求的的光光学学特特性性，计计算算出出系系统统的的各各个个像像差差值值。如如果果像像差差不不满满足足要要求求，则则依依靠靠设设计计者者的的经经验验和和像像差差理理论论知知识识，对对系系统统的的部部分分结结构构参参数数进进行行修修改改，然然后后重重新新计计算算像像差差，这这样样不不断断反反复复，直直到到像像差差值值符符

5、合合要要求求为为止。止。计计算算机机出出现现以以后后，立立即即被被引引入入光光学学设设计计领领域域，大大大提高了计算像差的速度。大提高了计算像差的速度。 。光学自动设计的数学模型：光学自动设计的数学模型： 把把像像差差和和结结构构参参数数之之间间的的函函数数关关系系，近近似似用用线线性性方程式来代替方程式来代替 以上公式中为原始系统的像差值，以上公式中为原始系统的像差值， 为原始系统的结构参数，为原始系统的结构参数，F F为像差的目标值。为像差的目标值。 为像差对各个自变量的一阶偏导数。为像差对各个自变量的一阶偏导数。 偏导数用差商（偏导数用差商（ ）来近似代替）来近似代替 把原始系统的某个结

6、构参数改变一个微小增量，把原始系统的某个结构参数改变一个微小增量，使使 ，重新计算像差值得到相应的像差增量，重新计算像差值得到相应的像差增量 。用像差对该自变量的差商。用像差对该自变量的差商 代替微代替微 。对每个自变量重复上述计算，就可以得到各。对每个自变量重复上述计算，就可以得到各种像差对各个自变量的全部偏导数。利用这些近似的种像差对各个自变量的全部偏导数。利用这些近似的偏导数值就能列出一个像差和自变量之间的近似的线偏导数值就能列出一个像差和自变量之间的近似的线性方程组性方程组 利利用用这这些些近近似似的的偏偏导导数数值值就就能能列列出出一一个个像像差差和和自自变变量量之之间间的的近近似似

7、的的线线性性方方程程组组 称称为为像像差差线线性性方方程程组组，用用它它来来近近似似代代替替像像差方程组差方程组求解求解按按 对对原原系系统统进进行行修修改改，当当p p足足够够小小时时，总总可可以以获获得得一一个个比比原原系系统统有有所所改改善的新系统。善的新系统。把把新新得得到到的的系系统统作作为为新新的的原原始始系系统统，重重新新建建立立像像差差线线性性方方程程组组进进行行求求解解。这这样样不不断断重重复复，直直到到各各种种像像差差符符合合要要求求为为止。止。光学自动设计中的最优化方法光学自动设计中的最优化方法 线性方程组：线性方程组： 或者或者 对上述方程组求解对上述方程组求解两种最优

8、化方法两种最优化方法 适应法适应法 阻尼最小二乘法阻尼最小二乘法适应法程序适应法程序 当方程式的个数当方程式的个数m m小于自变量个数小于自变量个数n n时，时，方方程程组组是是一一个个不不定定方方程程组组有有无无穷穷多多组组解解，选选解解向向量量的的模模为为最最小小的的那那组组解解，在在满满足足像像差差线线性方程组的条件下，求极小值解。性方程组的条件下，求极小值解。在满足像差线性方程组的条件下，求在满足像差线性方程组的条件下，求 的极小值解。把的极小值解。把像差线性方程组作为一个约束方程组，像差线性方程组作为一个约束方程组，求函数求函数 的极小值。的极小值。求求同时满足约束方程组同时满足约束

9、方程组构造一个拉格朗日函数构造一个拉格朗日函数L L拉格朗日函数拉格朗日函数L L的无约束极值，就是的无约束极值，就是的约束的约束极值。函数极值。函数L L中共包含有中共包含有 和和两组自变量，两组自变量，其中其中 为为n n个分量，而个分量，而为为m m个分量，共有个分量，共有m m + +n n个自变量。个自变量。多元函数的无约束极值条件为多元函数的无约束极值条件为L L=0 =0 求解求解 将代入公式（将代入公式（2 2）得）得 上上式式就就是是我我们们所所要要求求的的约约束束极极值值的的解解。解解存存在在的的条条件件是是逆逆矩矩阵阵 存存在在，即即 为为非非奇奇异异矩矩阵阵，这这就就要

10、要求求像像差差线线性性方方程程组组的的系系数数矩矩阵阵A A不不发发生生行行相相关关，即即不不发发生生像像差差相相关关。用用上上面面这这种种方方法法求求解解像像差差线线性性方程组的光学自动设计方法称为方程组的光学自动设计方法称为“适应法适应法”。将将代入代入 的公式（的公式（3 3） 使使用用适适应应法法光光学学自自动动设设计计程程序序必必须须满满足足的的条条件件是是：像差数小于或等于自变量数；像差不能相关。像差数小于或等于自变量数；像差不能相关。阻尼最小二乘法程序阻尼最小二乘法程序 当像差数大于自变量数的情形当像差数大于自变量数的情形 mn mn 这这时时方方程程组组是是一一个个超超定定方方

11、程程组组，它它不不存存在在满满足足所所有有方方程程式式的的准准确确解解，求求它它的的近近似似解解最小二乘解最小二乘解定义一个函数组定义一个函数组称为称为“像差残量像差残量”，即，即取取各各像像差差残残最最的的平平方方和和构构成成另另一一个个函函数数 ： 称为称为“评价函数评价函数”，能够使，能够使 =0 =0的的解（即解（即 ），就是像差线性方程），就是像差线性方程组的准确解。当组的准确解。当mnmn时，它实际上是不存在的。时，它实际上是不存在的。改为求改为求 的极小值解，作为方程组的近的极小值解，作为方程组的近似解，称为像差线性方程组的最小二乘解。似解，称为像差线性方程组的最小二乘解。 将将

12、 代入评价函数得代入评价函数得根据多元函数的极值理论，根据多元函数的极值理论， 取得极小值解的必取得极小值解的必要条件是一价偏导数等于零要条件是一价偏导数等于零 运用矩阵求导规则求一阶偏导数运用矩阵求导规则求一阶偏导数 只只要要方方阵阵 为为非非奇奇异异矩矩阵阵，即即它它的的行行列列式式值值不不等等于于零零，则则逆逆矩矩阵阵 存存在在，方方程程式式有有解解，解解的的公公式式为为要使（要使（ ）非奇异，则要求方程组的系数矩）非奇异，则要求方程组的系数矩阵阵A A不产生列相关。即像差线性方程组中不存在不产生列相关。即像差线性方程组中不存在自变量相关。自变量相关。 在光学设计中，由于像差和结构参数之

13、间的关系是非在光学设计中，由于像差和结构参数之间的关系是非线性的。同时在比较复杂的光学系统中作为自变量的结构线性的。同时在比较复杂的光学系统中作为自变量的结构参数很多，很可能在若干自变量之间出现近似相关的现象。参数很多，很可能在若干自变量之间出现近似相关的现象。这就使矩阵（这就使矩阵（ ）的行列值接近于零，（）的行列值接近于零，（ ）接近奇）接近奇异，按最小二乘法求出的解很大，大大超出了近似线性的异，按最小二乘法求出的解很大，大大超出了近似线性的区域，用它对系统进行修改，往往不能保证评价函数区域，用它对系统进行修改，往往不能保证评价函数 的下降，因此必须对解向量的模进行限制的下降，因此必须对解

14、向量的模进行限制 受受非非线线性性的的影影响响，必必须须对对解解向向量量的的模模进进行行限制。改为求下列函数的极小值解。限制。改为求下列函数的极小值解。既既要要求求评评价价函函数数 下下降降, ,又又希希望望解解向向量量的的模模 不要太大。不要太大。称为阻尼最小二乘法，常数称为阻尼最小二乘法，常数p p称为阻尼因子。称为阻尼因子。函数函数L L的极小值解的必要条件为的极小值解的必要条件为 或者或者解的公式为解的公式为 把这个新系统作为新的原始系统，重新把这个新系统作为新的原始系统，重新建立像差线性方程组，这样不断重复直建立像差线性方程组，这样不断重复直到评价函数不再下降为止。采用上述求到评价函

15、数不再下降为止。采用上述求解方法的光学自动设计称为解方法的光学自动设计称为“阻尼最小阻尼最小二乘法二乘法”。 阻尼最小二乘法特点阻尼最小二乘法特点不直接求解像差线性方程组，把各种像差不直接求解像差线性方程组，把各种像差残量的平方和构成一个评价函数。通过求评残量的平方和构成一个评价函数。通过求评价函数的极小值解，使像差残量逐步减小，价函数的极小值解，使像差残量逐步减小，达到校正像差的目的。它对参加校正的像差达到校正像差的目的。它对参加校正的像差数数m m没有限制。没有限制。 阻尼最小二乘法光学自动设计程序阻尼最小二乘法光学自动设计程序 像差参数的选定像差参数的选定 阻尼最小二乘法光学自动设计程序

16、阻尼最小二乘法光学自动设计程序 在阻尼最小二乘法程序中，通常可以采用在阻尼最小二乘法程序中，通常可以采用垂轴几何像差或波像差作为单色像差的质量垂轴几何像差或波像差作为单色像差的质量指标，色差则用近似计算的波色差来控制。指标，色差则用近似计算的波色差来控制。 近轴参数及外部参数近轴参数及外部参数 阻尼最小二乘法光学自动设计程序阻尼最小二乘法光学自动设计程序 （1 1）焦距：）焦距： （2 2）垂轴放大率：）垂轴放大率：（3 3）共轭距：共轭距： （物、像平面间的距离）（物、像平面间的距离）（4 4）像距：）像距：（5 5）系统总长：）系统总长：OLOL（第一面到像面的距离）第一面到像面的距离）（

17、6 6）镜筒长：）镜筒长：TLTL（第一面到最后一面的距离）第一面到最后一面的距离）（7 7）玻璃总厚度最大值：）玻璃总厚度最大值： （8 8）出瞳距：）出瞳距： （9 9）全视场主光线在出瞳面的投射高：）全视场主光线在出瞳面的投射高：（1010）最大离焦量：）最大离焦量：权因子权因子 各各种种像像差差在在数数值值上上希希望望达达到到合合理理的的匹匹配配。把把各各种种像差值乘以不同的系数，再进入评价函数。像差值乘以不同的系数，再进入评价函数。 称称为为权权因因子子。权权因因子子增增大大，对对应应的的像像差差在在评评价价函函数数中中的比重增加，评价函数的比重增加，评价函数 下降时将优先将这种像差

18、减小。下降时将优先将这种像差减小。程序中还增加了一个人工权因子程序中还增加了一个人工权因子 边界条件边界条件 n（1 1）正正透透镜镜的的最最小小边边缘缘厚厚度度、负负透透镜镜的的最最小小中中心心厚厚度度和和透透镜镜间间的的最最小小空空气气间间隔隔d dminmin。n（2 2）每个面上光线的最大投射高每个面上光线的最大投射高H Hmaxmax。n（3 3）玻璃光学常数的限制。玻璃光学常数的限制。自变量自变量 n（1 1）单个结构参数作为自变量单个结构参数作为自变量 n（2 2）非球面系数非球面系数 n（3 3）两个结构参数构成的结组变量两个结构参数构成的结组变量 n（4 4）组合变量整体弯曲

19、）组合变量整体弯曲 适应法像差自动校正程序特点适应法像差自动校正程序特点参参加加校校正正的的像像差差个个数数m m必必须须小小于于或或等等于于自自变变量个数量个数n n参加校正的像差不能相关参加校正的像差不能相关可以控制单个独立的几何像差可以控制单个独立的几何像差对设计者要求较高，需要掌握像差理论对设计者要求较高，需要掌握像差理论适应法光学自动设计程序适应法光学自动设计程序 像差参数的选定：一共有像差参数的选定：一共有4848种像差可供选择种像差可供选择 给出每种像差的目标值和公差。给出每种像差的目标值和公差。像差公差：固定公差和可变公差两类。像差公差：固定公差和可变公差两类。固固定定公公差差

20、：不不变变的的像像差差公公差差。像像差差进进入入公公差差带带即即认认为为满满足要求。足要求。可可变变公公差差：当当各各种种像像差差达达到到目目标标值值或或进进入入公公差差带带以以后后，程程序序可可以以逐逐步步收收缩缩这这些些可可变变公公差差，使使像像差差校校正正得得尽尽可可能能好好，以便充分发挥系统的校正能力。以便充分发挥系统的校正能力。固定公差给正值，可变公差给负值。固定公差给正值，可变公差给负值。典型光学设计软件介绍典型光学设计软件介绍 n国内实用软件国内实用软件 nSOD88-SOD88-北京理工大学研制北京理工大学研制nGOLD-GOLD-北京理工大学研制北京理工大学研制nCIOES-

21、CIOES-长春光机所研制长春光机所研制 SOD88SOD88软件包软件包(1)(1)几何像差计算和图形输出几何像差计算和图形输出 (2)(2)像像差差自自动动校校正正：软软件件包包提提供供了了两两种种像像差差自自动动校校正正功功能：适应法和阻尼最小二乘法能：适应法和阻尼最小二乘法（3 3）光光学学传传递递函函数数计计算算: :软软件件包包提提供供了了两两种种传传函函计计算算功能：自相关法和两次付立叶变换法功能：自相关法和两次付立叶变换法（4 4）变变焦焦系系统统计计算算：程程序序可可以以分分别别对对9 9个个焦焦距距位位置置进进行像差计算行像差计算, ,系统中可以允许有系统中可以允许有8 8

22、个可移动的透镜组。个可移动的透镜组。 SOD88SOD88软件包软件包（5 5）公公差差分分析析计计算算：软软件件包包所所提提供供的的公公差差分分析析计计算算功功能能以以给给定定的的若若干干条条光光线线的的垂垂轴轴像像差差平平方方和和作作为为系系统统的的质质量量指指标标, ,根根据据使使用用者者给给出出的的系系统统类类型型、要要求求精精度度等等数数据据, ,按按一一定定规规律律对对曲曲率率、厚厚度度或或间间隔隔、面面偏偏角角分分配配一一组组公公差差, ,然然后后用用MonteCarloMonteCarlo法法对对指指定定公公差差内内一一定定数数量量的的产产品品进进行行模模拟拟的的随随机机抽抽样

23、样检检验验, ,得得到到以以当当前前公公差差生生产产时时预预期期的的良良品品率率, ,然然后后重重复复此此过过程程, ,直直到到公公差差和和良品率达到最合理的匹配为止。良品率达到最合理的匹配为止。（6 6）半径标准化）半径标准化SOD88SOD88软件包软件包除除以以上上功功能能以以外外, ,软软件件包包还还提提供供了了出出图图计计算算功功能能, ,可可以以计计算算出出绘绘制制光光学学图图纸纸时时所所需需要要的的数数据据。软软件件包包还还可可绘绘制制光光学学传传递递函函数数曲曲线线图图和和点点列列图图, ,供使用者选择。供使用者选择。 GOLDGOLD （1 1）光线追迹和像差分析。该软件可以

24、追迹）光线追迹和像差分析。该软件可以追迹使用者指定的任意一条光线，并根据要求用使用者指定的任意一条光线，并根据要求用数字或图形输出其在光学系统中的轨迹；可数字或图形输出其在光学系统中的轨迹；可以计算系统的三级像差和实际像差并绘出像以计算系统的三级像差和实际像差并绘出像差曲线；可以用普通多项式或泽尼克差曲线；可以用普通多项式或泽尼克( (ZernikeZernike) )多项式表示出瞳波面的波像差并多项式表示出瞳波面的波像差并验检该多项式拟合的精度。验检该多项式拟合的精度。 GOLDGOLD 2 2）系统结构的阻尼最小二乘法优化设计。）系统结构的阻尼最小二乘法优化设计。GOLDGOLD软件的软件

25、的优化计算可采用传统的几何像差平方和或建立在衍优化计算可采用传统的几何像差平方和或建立在衍射理论基础上的像质指标做为评价函数；可选取复射理论基础上的像质指标做为评价函数；可选取复杂光学系统中任何种类的结构参数做为优化变量；杂光学系统中任何种类的结构参数做为优化变量；可方便地处理多重结构系统、折反射系统、对称系可方便地处理多重结构系统、折反射系统、对称系统中常遇到的关联参数问题；可按要求控制系统的统中常遇到的关联参数问题；可按要求控制系统的焦距、后工作距、放大率和其它各种高斯光学参量，焦距、后工作距、放大率和其它各种高斯光学参量，以及三级像差系数、镜片中心及边缘厚度、系统总以及三级像差系数、镜片

26、中心及边缘厚度、系统总长、玻璃变化区域等等；可在每一迭代中自动选取长、玻璃变化区域等等；可在每一迭代中自动选取最佳像面位置；亦可自动寻找最佳阻尼因子和自变最佳像面位置；亦可自动寻找最佳阻尼因子和自变量空间解向量的最佳长度。量空间解向量的最佳长度。 GOLDGOLD （3 3）像像质质指指标标计计算算和和其其它它系系统统分分析析。可可以以对对各各种种复复杂杂光光学学系系统统计计算算点点列列图图、点点扩扩散散函函数数和和光光学学传传递递函函数数等等各各项项像像质质指指标标，可可根根据据要要求求用用数数字字或或图图形形输输出出计计算算结结果果；并并提提供供了了对对鬼鬼像像和和红红外外扫扫描描成成像像

27、系系统统中中冷冷反反射射( (Narcissus)Narcissus)的的分分析析和控制手段。和控制手段。GOLDGOLD （4 4）各各种种加加工工辅辅助助功功能能。包包括括光光学学面面有有效效通通光光口口径径的的估估算算；加加工工公公差差的的自自动动分分配配；光光学学元元件件加加工工图图纸纸的的自自动动绘绘制制；衍衍射射光光学学元元件件加加工工掩掩模模版的自动设计等。版的自动设计等。 CIOESCIOES CIOESCIOES是是一一套套常常用用的的光光学学设设计计软软件件系系统统。其其特特点点是是密密切切结结合合光光学学系系统统设设计计实实践践与与特特点点，集集长长春春光光机机所所几几十

28、十年年光光学学设设计计之之经经验验。软软件件功功能能包包括括光光学学系系统统初初始始结结构构的的设设定定、像像差差分分析析、自自动动设设计计、像像质质评评价价、加加工工公公差差的的估估算算、样样板板的的匹匹配配等等。它它通通过过图图形形显显示示、菜菜单单技技术术、人人机机对对话话等等方方式式把把光光学学设设计计各各阶阶段段联联系系起起来来。另另外外，长长春春光光机机所所还还研研制制出出了了COLDBCOLDB光光学学镜镜头头数数据据库库，包包含含有有中中、美美、日日、苏苏、英英、法法等等国国镜镜头头21502150个个以以及及国国内内外外十个厂家的无色玻璃数据十个厂家的无色玻璃数据120012

29、00种种 国外著名软件国外著名软件 CODE V CODE V CODE CODE V V是是美美国国ORAORA公公司司研研制制的的具具有有国国际际领领先先水水平平的的大大型型光光学学工工程程软软件件，是是目目前前世世界界上上分分析析功功能能最全、优化功能最强的光学软件。最全、优化功能最强的光学软件。 CODE V CODE V具有十分强大的优化设计能力。软件中具有十分强大的优化设计能力。软件中优化计算的评价函数可以是系统的垂轴像差、波像优化计算的评价函数可以是系统的垂轴像差、波像差或是用户定义的其它指标，也可以直接对指定空差或是用户定义的其它指标，也可以直接对指定空间频率上的传递函数值进行

30、优化。软件还提供了实间频率上的传递函数值进行优化。软件还提供了实用化的全局优化模块。用化的全局优化模块。 CODE CODE V V提提供供了了用用户户可可能能用用到到的的各各种种像像质质分分析析手手段段。除除了了常常用用的的三三级级像像差差、垂垂轴轴像像差差、波波像像差差、点点列列图图、点点扩扩展展函函数数、光光学学传传递递函函数数外外，软软件件中中还还包包括括了了五五级级像像差差系系数数、高高斯斯光光束束追追迹迹、能能量量分分布布曲曲线线、部部分分相相干干照照明明、偏偏振振影影响响分分析析、鬼鬼像像和和冷冷反反射射预预测测、透透过过率率计计算算、一一维维物物体体成成像像模模拟拟等等多多种种

31、的的分分析析计计算算功功能。能。 CODE VCODE V软件具有计算压力变化、温度变化以及软件具有计算压力变化、温度变化以及非均匀温度场对系统像质的影响的功能，使用户可非均匀温度场对系统像质的影响的功能，使用户可以在设计阶段对其加以控制。以在设计阶段对其加以控制。 CODE VCODE V带有先进的公差分析子程序，可以针对均带有先进的公差分析子程序，可以针对均方根波像差、衍射传函、主光线畸变或用户定义的方根波像差、衍射传函、主光线畸变或用户定义的评价指标进行自动公差分配。评价指标进行自动公差分配。CODE CODE V V还还包包含含了了与与光光学学设设计计有有关关的的各各种种功功能能模模块

32、块，如如多多层层膜膜系系设设计计、照照明明系系统统设设计计、变变焦焦系系统统凸凸轮轮设设计计、系统整体光谱响应分析、系统重量和成本估算等等系统整体光谱响应分析、系统重量和成本估算等等 ZEMAXZEMAX ZEMAXZEMAX是是Focus Focus SoftwareSoftware公公司司推推出出的的一一个个综综合合性性光光学学设设计计软软件件。这这一一软软件件集集成成了了包包括括光光学学系系统统定定义义、设设计计、优优化化、分分析析、公公差差等等诸诸多多功功能能，并并通通过过简简便便直直观观的的用用户户界界面面，为为光光学学系系统统设设计计者者提提供供了了一一个个方方便便快快捷捷的的操操

33、作作手手段段。由由于于其其优优越越的的性性价价比比，近近几几年年来来ZEMAXZEMAX在在光光学学设设计计领领域域所所占占份份额额越越来来越越大大，在在全全球球已已经经成成为为最最广广泛泛采采用用的的软软件件之之一一。在在我我国国，使使用用ZEMAXZEMAX进进行行光学设计的技术人员也与日俱增。光学设计的技术人员也与日俱增。 ZEMAXZEMAX主要可以主要可以实现以下几大功能：以下几大功能： （1 1）光源及光学系统建模）光源及光学系统建模（2 2）像质分析和评价）像质分析和评价 （3 3）优化设计）优化设计 （4 4）公差分析）公差分析 （5 5）结果数据、图形报表输出）结果数据、图形报表输出 （6 6）数据库：玻璃库、镜头库、样板库）数据库：玻璃库、镜头库、样板库 （7 7）顺序追迹与非顺序光线追迹）顺序追迹与非顺序光线追迹