構成光學系統最基礎的結構單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學系統進行初始設計階段都必然要從該類結構單元設計為起點。其中透鏡單元中最基礎的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結構形式。在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。

打入式斷續變焦光學系統的固定組就是一般定焦系統的物鏡，需要獨立矯正像差。活動組一般由正負兩組透鏡組成。在變焦過程中一般遵循系統相對孔徑不變原則。在分配活動組兩組透鏡的焦距時有兩種求解方法，一種是根據前活動組位置及后組位置先求出光線M1M2，很容易得到兩組份焦距值； A) 會聚光路中打入型變焦系統設計

打入式斷續變焦系統還分為一次性打入式斷續變焦系統和多重轉換式斷續變焦系統兩種。一次性打入式斷續變焦系統只有打入或打出兩個變焦倍率。多重轉換式斷續變焦系統可以通過多組可打入組分輪番打入（打出）獲得多個變焦倍率。 1. 一次性打入式斷續變焦系統設計 打入（出）型斷續變焦系統結構比較簡單，在不需要連續變焦時一般采用這種結構形式。在活動組打出時使用固定組，系統焦點位置穩定，瞄準精度高。打入（出）型變焦系統的活動組可以在前

圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖 單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。 具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸。

設計完成后可做各種掃描仿真以及公差分析，幷給出公差分析曲線以確保設計的準確性。 在設計時，同樣在連續幾次選擇菜單后，在“系統基本數據”窗體內選擇“雙光楔掃描方式”后會出現對應窗體，在窗體上選擇掃描方式如“像方深度掃描”后，窗體形式如圖1。接著再在 “設計”菜單點擊“雙光楔掃描系統設計”出現右圖，利用圖中滾動條即可進行自動設計。 雙光楔式掃描系統是一種共軸式折射元件的掃描方式

雙光楔式掃描系統是一種共軸式折射元件的掃描方式。它利用雙光楔的共軸相對轉動連續改變組合楔角大小，獲得系統光軸連續擺動以實現系統掃描的一種掃描類型。該掃描方式由于利用折射的光楔元件，光楔楔角大小受一定限制，因此掃描范圍不宜過大。利用雙光楔掃描可以實現一維線性掃描，兩維平面掃描以及兩位圓周掃描。再利用系統軸向調焦，還可以實現三維立體掃描。當然系統可以是物方掃描或是像方掃描均可。 在設計時，同樣在連續幾次選擇菜單后

圖1.菲涅爾透鏡結構形式 菲涅爾透鏡是一種利用多層環形圓錐表面構成的特殊面型結構，用以使光線按預定會聚角會聚的光學元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結構簡單的大孔徑非成像系統，特別是照明系統更為常見。這類系統往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結構設計時利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數據表格中的“表面面型”欄內選擇“菲涅爾面”，

Fabian Duerr1,±, Oliver Faehnle2 and Hugo Thienpont1 1 Brussels Photonics (B-PHOT), Department of Applied Physics and Photonics, Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium 2 OST-University of

圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖 單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。 具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸

圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖 單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。 具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸