光學(xué)系統(tǒng)的案例
光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)方法
一、 前言
光學(xué)系統(tǒng)，特別對一個(gè)比較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就必須根據(jù)光學(xué)儀器總體要求利用光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)，然后才是光學(xué)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像差平衡以致適當(dāng)公差分配，最終獲得一個(gè)結(jié)果與性能俱佳的優(yōu)質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)。一個(gè)較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，往往不只是幾片簡單光學(xué)零件的組合，有時(shí)還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學(xué)儀器總體的多功能需求。OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序提供了一個(gè)具有特色的光學(xué)系統(tǒng)總體布局平臺(tái)，可以利用光學(xué)系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)元件合理布局構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調(diào)光線走向，實(shí)現(xiàn)光學(xué)原理，使得在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局初始設(shè)計(jì)，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能完成光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，為下一步光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
圖1-1 一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)平臺(tái)界面
圖1-2 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局（顯示凸輪曲線）界面
圖1-3 多光路光學(xué)系統(tǒng)總體組合布局界面
二、 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入
在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先需要明確總體對光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)要求，也稱為設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，這些屬于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其中包括：光學(xué)系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標(biāo)特性、系統(tǒng)像方特性、光學(xué)系統(tǒng)總體布局要求以及對光學(xué)系統(tǒng)通光量的要求等。
有了以上設(shè)計(jì)要求方能著手光學(xué)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。以往的這段工作都是由設(shè)計(jì)人員在紙面上構(gòu)思，反復(fù)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，有效地提供了初始方案草圖設(shè)計(jì)的平臺(tái)。
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一、前言
光學(xué)系統(tǒng)，特別對一個(gè)比較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就必須根據(jù)光學(xué)儀器總體要求利用光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)，然后才是光學(xué)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像差平衡以致適當(dāng)公差分配，最終獲得一個(gè)結(jié)果與性能俱佳的優(yōu)質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)。一個(gè)較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，往往不只是幾片簡單光學(xué)零件的組合，有時(shí)還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學(xué)儀器總體的多功能需求。OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序提供了一個(gè)具有特色的光學(xué)系統(tǒng)總體布局平臺(tái)，可以利用光學(xué)系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)元件合理布局構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調(diào)光線走向，實(shí)現(xiàn)光學(xué)原理，使得在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局初始設(shè)計(jì)，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能完成光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，為下一步光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
圖1-1 一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)平臺(tái)界面
圖1-2 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局（顯示凸輪曲線）界面
圖1-3 多光路光學(xué)系統(tǒng)總體組合布局界面
二、光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入
在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先需要明確總體對光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)要求，也稱為設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，這些屬于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其中包括：光學(xué)系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標(biāo)特性、系統(tǒng)像方特性、光學(xué)系統(tǒng)總體布局要求以及對光學(xué)系統(tǒng)通光量的要求等。
有了以上設(shè)計(jì)要求方能著手光學(xué)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。以往的這段工作都是由設(shè)計(jì)人員在紙面上構(gòu)思，反復(fù)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，有效地提供了初始方案草圖設(shè)計(jì)的平臺(tái)。
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一、 前言
光學(xué)系統(tǒng)，特別對一個(gè)比較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就必須根據(jù)光學(xué)儀器總體要求利用光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)，然后才是光學(xué)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像差平衡以致適當(dāng)公差分配，最終獲得一個(gè)結(jié)果與性能俱佳的優(yōu)質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)。一個(gè)較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，往往不只是幾片簡單光學(xué)零件的組合，有時(shí)還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學(xué)儀器總體的多功能需求。OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序提供了一個(gè)具有特色的光學(xué)系統(tǒng)總體布局平臺(tái)，可以利用光學(xué)系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)元件合理布局構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調(diào)光線走向，實(shí)現(xiàn)光學(xué)原理，使得在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局初始設(shè)計(jì)，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能完成光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，為下一步光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
圖1-1 一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)平臺(tái)界面
圖1-2 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局（顯示凸輪曲線）界面
圖1-3 多光路光學(xué)系統(tǒng)總體組合布局界面
二、 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入
在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先需要明確總體對光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)要求，也稱為設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，這些屬于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其中包括：光學(xué)系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標(biāo)特性、系統(tǒng)像方特性、光學(xué)系統(tǒng)總體布局要求以及對光學(xué)系統(tǒng)通光量的要求等。
有了以上設(shè)計(jì)要求方能著手光學(xué)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。以往的這段工作都是由設(shè)計(jì)人員在紙面上構(gòu)思，反復(fù)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，有效地提供了初始方案草圖設(shè)計(jì)的平臺(tái)。
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一、 前言
光學(xué)系統(tǒng)，特別對一個(gè)比較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就必須根據(jù)光學(xué)儀器總體要求利用光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)，然后才是光學(xué)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像差平衡以致適當(dāng)公差分配，最終獲得一個(gè)結(jié)果與性能俱佳的優(yōu)質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)。一個(gè)較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，往往不只是幾片簡單光學(xué)零件的組合，有時(shí)還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學(xué)儀器總體的多功能需求。OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序提供了一個(gè)具有特色的光學(xué)系統(tǒng)總體布局平臺(tái)，可以利用光學(xué)系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)元件合理布局構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調(diào)光線走向，實(shí)現(xiàn)光學(xué)原理，使得在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局初始設(shè)計(jì)，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能完成光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，為下一步光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
圖1-1 一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)平臺(tái)界面
圖1-2 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局（顯示凸輪曲線）界面
圖1-3 多光路光學(xué)系統(tǒng)總體組合布局界面
二、 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入
在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先需要明確總體對光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)要求，也稱為設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，這些屬于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其中包括：光學(xué)系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標(biāo)特性、系統(tǒng)像方特性、光學(xué)系統(tǒng)總體布局要求以及對光學(xué)系統(tǒng)通光量的要求等。
有了以上設(shè)計(jì)要求方能著手光學(xué)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。以往的這段工作都是由設(shè)計(jì)人員在紙面上構(gòu)思，反復(fù)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，有效地提供了初始方案草圖設(shè)計(jì)的平臺(tái)。使用時(shí)只需在該程序的工具條里選擇“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的功能就可順利完成光學(xué)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)工作。
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OCAD應(yīng)用：光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析
光學(xué)系統(tǒng)是由各種不同光學(xué)材料制作的光學(xué)元件組成的，同時(shí)還必須由各種不同金屬材料制作的結(jié)構(gòu)零件支撐起來的一個(gè)完整的光學(xué)部件才是一個(gè)完整的光學(xué)系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍捎诟鞣N材料在不同環(huán)境溫度和大氣壓力下的熱效應(yīng)會(huì)使光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，這就是光學(xué)系統(tǒng)的熱效應(yīng)。光學(xué)系統(tǒng)受環(huán)境熱效應(yīng)的影響必然會(huì)影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量。為了保持光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定，利用構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各光學(xué)材料和金屬材料的不同熱效應(yīng)影響平衡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系維持系統(tǒng)成像質(zhì)量的最佳效果，這就需要對光學(xué)系統(tǒng)的熱環(huán)境進(jìn)行分析以求獲得一個(gè)滿意的結(jié)果，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱分析，分析光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境影響求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析的目的。
求得光學(xué)系統(tǒng)熱平衡，一般有以下途徑，一是適當(dāng)選擇光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)材料的熱效應(yīng)影響，也就是利用光學(xué)材料的熱效應(yīng)包括材料的熱環(huán)境對材料折射率的影響和零件中心厚度的影響，相互匹配求得系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；二是綜合考慮光學(xué)材料和金屬材料的熱環(huán)境影響平衡系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；三是精心設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采取復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)控制光學(xué)系統(tǒng)表面間隔變化求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定。所謂復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)就是利用不同膨脹系數(shù)的金屬材料構(gòu)成雙筒式結(jié)構(gòu)代替簡單的隔圈結(jié)構(gòu)，可以任意獲得光學(xué)間隔的熱變化量。
圖1.系統(tǒng)熱平衡綜合計(jì)算
為了適應(yīng)以上熱平衡效果，在OCAD程序主界面的“編輯”菜單內(nèi)選取“光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析”后會(huì)彈出如圖1光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析窗體界面。在界面的表格上方給出了“環(huán)境溫度”和“大氣環(huán)境特性”的選擇。其中大氣環(huán)境特性的選擇還有“大氣壓力”和“海拔高度”兩種方式，其實(shí)不同海拔高度也就體現(xiàn)了對應(yīng)大氣壓力，由于不同光學(xué)產(chǎn)品面對的要求不同，此兩種選擇方式只是為了適應(yīng)不同的要求模式而定，程序還可以把海拔高度換算成對應(yīng)大氣壓力。
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一、 前言
光學(xué)系統(tǒng)，特別對一個(gè)比較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就必須根據(jù)光學(xué)儀器總體要求利用光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)，然后才是光學(xué)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像差平衡以致適當(dāng)公差分配，最終獲得一個(gè)結(jié)果與性能俱佳的優(yōu)質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)。一個(gè)較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，往往不只是幾片簡單光學(xué)零件的組合，有時(shí)還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學(xué)儀器總體的多功能需求。OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序提供了一個(gè)具有特色的光學(xué)系統(tǒng)總體布局平臺(tái)，可以利用光學(xué)系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)元件合理布局構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調(diào)光線走向，實(shí)現(xiàn)光學(xué)原理，使得在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局初始設(shè)計(jì)，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能完成光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，為下一步光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
圖1-1 一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)平臺(tái)界面
圖1-2 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局（顯示凸輪曲線）界面
圖1-3 多光路光學(xué)系統(tǒng)總體組合布局界面
二、 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入
在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先需要明確總體對光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)要求，也稱為設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，這些屬于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其中包括：光學(xué)系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標(biāo)特性、系統(tǒng)像方特性、光學(xué)系統(tǒng)總體布局要求以及對光學(xué)系統(tǒng)通光量的要求等。
有了以上設(shè)計(jì)要求方能著手光學(xué)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。以往的這段工作都是由設(shè)計(jì)人員在紙面上構(gòu)思，反復(fù)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，有效地提供了初始方案草圖設(shè)計(jì)的平臺(tái)。
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一、 前言
光學(xué)系統(tǒng)，特別對一個(gè)比較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就必須根據(jù)光學(xué)儀器總體要求利用光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)，然后才是光學(xué)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像差平衡以致適當(dāng)公差分配，最終獲得一個(gè)結(jié)果與性能俱佳的優(yōu)質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)。一個(gè)較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，往往不只是幾片簡單光學(xué)零件的組合，有時(shí)還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學(xué)儀器總體的多功能需求。OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序提供了一個(gè)具有特色的光學(xué)系統(tǒng)總體布局平臺(tái)，可以利用光學(xué)系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)元件合理布局構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調(diào)光線走向，實(shí)現(xiàn)光學(xué)原理，使得在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局初始設(shè)計(jì)，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能完成光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，為下一步光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
圖1-1 一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)平臺(tái)界面
圖1-2 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局（顯示凸輪曲線）界面
圖1-3 多光路光學(xué)系統(tǒng)總體組合布局界面
二、 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入
在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先需要明確總體對光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)要求，也稱為設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，這些屬于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其中包括：光學(xué)系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標(biāo)特性、系統(tǒng)像方特性、光學(xué)系統(tǒng)總體布局要求以及對光學(xué)系統(tǒng)通光量的要求等。
有了以上設(shè)計(jì)要求方能著手光學(xué)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。以往的這段工作都是由設(shè)計(jì)人員在紙面上構(gòu)思，反復(fù)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，有效地提供了初始方案草圖設(shè)計(jì)的平臺(tái)。
展開 光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)方法
光學(xué)系統(tǒng)，特別對一個(gè)比較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就必須根據(jù)光學(xué)儀器總體要求利用光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)，然后才是光學(xué)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像差平衡以致適當(dāng)公差分配，最終獲得一個(gè)結(jié)果與性能俱佳的優(yōu)質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)。一個(gè)較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，往往不只是幾片簡單光學(xué)零件的組合，有時(shí)還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學(xué)儀器總體的多功能需求。OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序提供了一個(gè)具有特色的光學(xué)系統(tǒng)總體布局平臺(tái)，可以利用光學(xué)系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)元件合理布局構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調(diào)光線走向，實(shí)現(xiàn)光學(xué)原理，使得在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局初始設(shè)計(jì)，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能完成光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，為下一步光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
一、 前言
有了以上設(shè)計(jì)要求方能著手光學(xué)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。以往的這段工作都是由設(shè)計(jì)人員在紙面上構(gòu)思，反復(fù)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，有效地提供了初始方案草圖設(shè)計(jì)的平臺(tái)。使用時(shí)只需在該程序的工具條里選擇“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的功能就可順利完成光學(xué)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)工作。
在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先需要明確總體對光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)要求，也稱為設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，這些屬于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其中包括：光學(xué)系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標(biāo)特性、系統(tǒng)像方特性、光學(xué)系統(tǒng)總體布局要求以及對光學(xué)系統(tǒng)通光量的要求等。
展開 [OCAD]光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析
光學(xué)系統(tǒng)是由各種不同光學(xué)材料制作的光學(xué)元件組成的，同時(shí)還必須由各種不同金屬材料制作的結(jié)構(gòu)零件支撐起來的一個(gè)完整的光學(xué)部件才是一個(gè)完整的光學(xué)系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍捎诟鞣N材料在不同環(huán)境溫度和大氣壓力下的熱效應(yīng)會(huì)使光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，這就是光學(xué)系統(tǒng)的熱效應(yīng)。光學(xué)系統(tǒng)受環(huán)境熱效應(yīng)的影響必然會(huì)影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量。為了保持光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定，利用構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各光學(xué)材料和金屬材料的不同熱效應(yīng)影響平衡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系維持系統(tǒng)成像質(zhì)量的最佳效果，這就需要對光學(xué)系統(tǒng)的熱環(huán)境進(jìn)行分析以求獲得一個(gè)滿意的結(jié)果，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱分析，分析光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境影響求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析的目的。
求得光學(xué)系統(tǒng)熱平衡，一般有以下途徑，一是適當(dāng)選擇光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)材料的熱效應(yīng)影響，也就是利用光學(xué)材料的熱效應(yīng)包括材料的熱環(huán)境對材料折射率的影響和零件中心厚度的影響，相互匹配求得系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；二是綜合考慮光學(xué)材料和金屬材料的熱環(huán)境影響平衡系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；三是精心設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采取復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)控制光學(xué)系統(tǒng)表面間隔變化求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定。所謂復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)就是利用不同膨脹系數(shù)的金屬材料構(gòu)成雙筒式結(jié)構(gòu)代替簡單的隔圈結(jié)構(gòu)，可以任意獲得光學(xué)間隔的熱變化量。
圖1.系統(tǒng)熱平衡綜合計(jì)算
為了適應(yīng)以上熱平衡效果，在OCAD程序主界面的“編輯”菜單內(nèi)選取“光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析”后會(huì)彈出如圖1光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析窗體界面。在界面的表格上方給出了“環(huán)境溫度”和“大氣環(huán)境特性”的選擇。其中大氣環(huán)境特性的選擇還有“大氣壓力”和“海拔高度”兩種方式，其實(shí)不同海拔高度也就體現(xiàn)了對應(yīng)大氣壓力，由于不同光學(xué)產(chǎn)品面對的要求不同，此兩種選擇方式只是為了適應(yīng)不同的要求模式而定，程序還可以把海拔高度換算成對應(yīng)大氣壓力。
展開 OCAD應(yīng)用：光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析
光學(xué)系統(tǒng)是由各種不同光學(xué)材料制作的光學(xué)元件組成的，同時(shí)還必須由各種不同金屬材料制作的結(jié)構(gòu)零件支撐起來的一個(gè)完整的光學(xué)部件才是一個(gè)完整的光學(xué)系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍捎诟鞣N材料在不同環(huán)境溫度和大氣壓力下的熱效應(yīng)會(huì)使光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，這就是光學(xué)系統(tǒng)的熱效應(yīng)。光學(xué)系統(tǒng)受環(huán)境熱效應(yīng)的影響必然會(huì)影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量。為了保持光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定，利用構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各光學(xué)材料和金屬材料的不同熱效應(yīng)影響平衡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系維持系統(tǒng)成像質(zhì)量的最佳效果，這就需要對光學(xué)系統(tǒng)的熱環(huán)境進(jìn)行分析以求獲得一個(gè)滿意的結(jié)果，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱分析，分析光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境影響求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析的目的。
求得光學(xué)系統(tǒng)熱平衡，一般有以下途徑，一是適當(dāng)選擇光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)材料的熱效應(yīng)影響，也就是利用光學(xué)材料的熱效應(yīng)包括材料的熱環(huán)境對材料折射率的影響和零件中心厚度的影響，相互匹配求得系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；二是綜合考慮光學(xué)材料和金屬材料的熱環(huán)境影響平衡系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；三是精心設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采取復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)控制光學(xué)系統(tǒng)表面間隔變化求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定。所謂復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)就是利用不同膨脹系數(shù)的金屬材料構(gòu)成雙筒式結(jié)構(gòu)代替簡單的隔圈結(jié)構(gòu)，可以任意獲得光學(xué)間隔的熱變化量。
圖1.系統(tǒng)熱平衡綜合計(jì)算
為了適應(yīng)以上熱平衡效果，在OCAD程序主界面的“編輯”菜單內(nèi)選取“光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析”后會(huì)彈出如圖1光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析窗體界面。在界面的表格上方給出了“環(huán)境溫度”和“大氣環(huán)境特性”的選擇。其中大氣環(huán)境特性的選擇還有“大氣壓力”和“海拔高度”兩種方式，其實(shí)不同海拔高度也就體現(xiàn)了對應(yīng)大氣壓力，由于不同光學(xué)產(chǎn)品面對的要求不同，此兩種選擇方式只是為了適應(yīng)不同的要求模式而定，程序還可以把海拔高度換算成對應(yīng)大氣壓力。
展開 OCAD應(yīng)用：連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)（一）
利用OCAD光學(xué)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)，在程序內(nèi)有兩個(gè)途徑，一個(gè)是在其“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的菜單內(nèi)，另一個(gè)可在“機(jī)械補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”菜單內(nèi)完成。二者各有不同方式和功能進(jìn)行處理。在“機(jī)械補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”菜單內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)比較簡潔方便，使用“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”菜單進(jìn)行設(shè)計(jì)，是從系統(tǒng)總體布局角度，可以把系統(tǒng)設(shè)計(jì)得比較完善，可以在變焦系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加其他光學(xué)元件，比如轉(zhuǎn)像棱鏡，或者添加目鏡系統(tǒng)完成整個(gè)望遠(yuǎn)系統(tǒng)的全局設(shè)計(jì)。
圖1.光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)之連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦系統(tǒng)又可分為目標(biāo)在無限遠(yuǎn)處或有限距離的兩種形式，對于目標(biāo)在無限遠(yuǎn)處的系統(tǒng)主要是對系統(tǒng)焦距的變化，適應(yīng)于望遠(yuǎn)系統(tǒng)或照相系統(tǒng)的變焦設(shè)計(jì)；目標(biāo)在有限距離的變焦系統(tǒng)主要是針對顯微系統(tǒng)，是對系統(tǒng)放大率的變化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)放大率還可分為角放大率和線放大率兩種形式，設(shè)計(jì)時(shí)可以自由選擇。
圖2.機(jī)械補(bǔ)償變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)之連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
以下按照兩種不同設(shè)計(jì)菜單介紹具體操作方法。
一、連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)
“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的菜單是一個(gè)多功能光學(xué)系統(tǒng)總體布局的設(shè)計(jì)菜單，具有對各種光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)的功能菜單。可以設(shè)計(jì)布局簡單或復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，比如一般共軸光學(xué)系統(tǒng)，可利用各種棱鏡實(shí)現(xiàn)光軸折轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)等，還可以進(jìn)行各種連續(xù)或斷續(xù)變焦系統(tǒng)進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)；可以進(jìn)行各種掃描光學(xué)系統(tǒng)做總體布局設(shè)計(jì)；可以進(jìn)行多光軸復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)并行共存總體布局設(shè)計(jì)。最后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)建模設(shè)計(jì)，為后期光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化提供初始平臺(tái)。以下重點(diǎn)介紹連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的總體布局方法。機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)系統(tǒng)總體性能要求，連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都必須包括前固定組、變焦組、補(bǔ)償組以及后固定組幾個(gè)部分組成。
展開 
OCAD應(yīng)用：連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)（一）
利用OCAD光學(xué)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)，在程序內(nèi)有兩個(gè)途徑，一個(gè)是在其“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的菜單內(nèi)，另一個(gè)可在“機(jī)械補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”菜單內(nèi)完成。二者各有不同方式和功能進(jìn)行處理。在“機(jī)械補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”菜單內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)比較簡潔方便，使用“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”菜單進(jìn)行設(shè)計(jì)，是從系統(tǒng)總體布局角度，可以把系統(tǒng)設(shè)計(jì)得比較完善，可以在變焦系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加其他光學(xué)元件，比如轉(zhuǎn)像棱鏡，或者添加目鏡系統(tǒng)完成整個(gè)望遠(yuǎn)系統(tǒng)的全局設(shè)計(jì)。
圖1.光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)之連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦系統(tǒng)又可分為目標(biāo)在無限遠(yuǎn)處或有限距離的兩種形式，對于目標(biāo)在無限遠(yuǎn)處的系統(tǒng)主要是對系統(tǒng)焦距的變化，適應(yīng)于望遠(yuǎn)系統(tǒng)或照相系統(tǒng)的變焦設(shè)計(jì)；目標(biāo)在有限距離的變焦系統(tǒng)主要是針對顯微系統(tǒng)，是對系統(tǒng)放大率的變化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)放大率還可分為角放大率和線放大率兩種形式，設(shè)計(jì)時(shí)可以自由選擇。
圖2.機(jī)械補(bǔ)償變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)之連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
以下按照兩種不同設(shè)計(jì)菜單介紹具體操作方法。
一、 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)
“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的菜單是一個(gè)多功能光學(xué)系統(tǒng)總體布局的設(shè)計(jì)菜單，具有對各種光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)的功能菜單。可以設(shè)計(jì)布局簡單或復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，比如一般共軸光學(xué)系統(tǒng)，可利用各種棱鏡實(shí)現(xiàn)光軸折轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)等，還可以進(jìn)行各種連續(xù)或斷續(xù)變焦系統(tǒng)進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)；可以進(jìn)行各種掃描光學(xué)系統(tǒng)做總體布局設(shè)計(jì)；可以進(jìn)行多光軸復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)并行共存總體布局設(shè)計(jì)。最后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)建模設(shè)計(jì)，為后期光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化提供初始平臺(tái)。以下重點(diǎn)介紹連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的總體布局方法。
展開 宏語言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美 離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-有福利
今天就讓我們一起來學(xué)習(xí)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，領(lǐng)略宏語言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美。下面我們來了解一下：
《宏語言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美 離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》
READING
宏語言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美 離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
內(nèi)容簡介
離軸三反簡介
反射
式光學(xué)系統(tǒng)由于其無色差特性，在很多領(lǐng)域非常受歡迎。傳統(tǒng)的同軸兩反的光學(xué)系統(tǒng)對于存在遮攔，視場小等問題 ， 目前離軸三反 （ Three-Mirror Anastigmat，TMA）光學(xué)系統(tǒng)也已經(jīng)成為了趨勢，由于其多了更多的優(yōu)化變量， 可以校正全部的初級像差，使得其性能更加，可以實(shí)現(xiàn)無遮攔，大視場，大相對孔徑，成像質(zhì)量高，另外可實(shí)現(xiàn)長焦距等。
離軸三反設(shè)計(jì)
更詳細(xì)的介紹可以查閱國內(nèi)外論文，每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，其使用背景需調(diào)研詳細(xì)，方能設(shè)計(jì)出比較合適的光學(xué)系統(tǒng)。
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今天就讓我們一起來學(xué)習(xí)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，領(lǐng)略宏語言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美。下面我們來了解一下：
《宏語言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美 離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》
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宏語言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美 離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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離軸三反簡介
反射
式光學(xué)系統(tǒng)由于其無色差特性，在很多領(lǐng)域非常受歡迎。傳統(tǒng)的同軸兩反的光學(xué)系統(tǒng)對于存在遮攔，視場小等問題 ， 目前離軸三反 （ Three-Mirror Anastigmat，TMA）光學(xué)系統(tǒng)也已經(jīng)成為了趨勢，由于其多了更多的優(yōu)化變量， 可以校正全部的初級像差，使得其性能更加，可以實(shí)現(xiàn)無遮攔，大視場，大相對孔徑，成像質(zhì)量高，另外可實(shí)現(xiàn)長焦距等。
展開 OCAD應(yīng)用：利用OCAD進(jìn)行一般光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
填寫完對光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)要求之后就可以在窗體右側(cè)的繪圖框內(nèi)繪制光學(xué)系統(tǒng)方案草圖。繪圖框的基本尺寸默認(rèn)為一張橫排的A4圖紙。如果根據(jù)系統(tǒng)總體尺寸的要求需要調(diào)整繪圖框圖紙圖幅的尺寸，可以利用界面是文字框從 “圖幅選擇”中選擇，點(diǎn)擊“圖幅選擇”后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)下拉式菜單，從中選擇所常用的圖幅尺寸代號，如果不滿足還可以選擇“自定義”，給定需要的橫向尺寸和縱向尺寸，如圖3-1。如果需要調(diào)整圖紙橫排或豎排的形式，只要在窗體左側(cè)的數(shù)據(jù)框內(nèi)的“橫排”或“豎排”的選擇框內(nèi)點(diǎn)擊就可以自動(dòng)變換，如圖1。
圖1.圖幅尺寸選擇
圖2.圖紙的橫豎排列選擇
通過以上設(shè)置即可進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)初步方案草圖繪制。所有光學(xué)系統(tǒng)，其基本元素都不外乎是由透鏡、光欄、反射鏡以及折射棱鏡等組成。光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)方案的繪制，就是依次在繪圖框內(nèi)安排各種不同光學(xué)元素，作為棋子一樣排兵布陣。在布陣時(shí)，先在左側(cè)數(shù)據(jù)框的表格框內(nèi)“元件名稱”列的對應(yīng)面序號欄內(nèi)點(diǎn)擊，立即在對應(yīng)位置出現(xiàn)“命令集”下拉式菜單，從中選取所需光學(xué)元素。
① 初始方案草圖繪制
Ⅰ 透鏡的繪制
透鏡是構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的最基本元素，由于透鏡具有相應(yīng)光焦度，所以他是光線成像的基本元素。透鏡焦距為零時(shí)就是保護(hù)玻璃或分劃鏡。一般光學(xué)系統(tǒng)的前端第一個(gè)零件都用透鏡（或保護(hù)玻璃）。因此在繪制光學(xué)方案草圖時(shí)首先在繪圖框內(nèi)先畫透鏡。
繪制透鏡時(shí)，先在 下拉菜單“命令集”中選取“透鏡”，同時(shí)界面要求輸入透鏡焦距值，然后在右側(cè)繪圖框內(nèi)光軸上相應(yīng)位置點(diǎn)擊劃動(dòng)一下，等出現(xiàn)一條藍(lán)色線條定位后確定透鏡所在位置，程序自動(dòng)繪制出該透鏡圖形并顯示系統(tǒng)光線，同時(shí)在數(shù)據(jù)表格內(nèi)顯示有關(guān)參數(shù)。繪圖過程見圖3所示。繪圖結(jié)果如圖4。依此類推可以反復(fù)繪制許多所需要的透鏡元素構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)。
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