斷續變焦光學系統設計
關注創建者：匿名 創建時間：2026-04-10
斷續變焦光學系統設計的視頻教程
斷續變焦光學系統設計的實例教程
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，相當于一個望遠系統，便于設計，但系統結構尺寸長。另一種是活動組在后，位于會聚光路中，設計時要確保像面位置不變，對系統結構精度要求高。
為了保證系統像面位置不變，活動組都由兩個組分組成，其中一個是負組分，另一個為正組分構成。在變焦過程中，整個活動組一起打入（出）以改變系統焦距。一般情況下，整個活動組固聯在一起運動，但有時出于結構的需要，比如中間插入有反射棱鏡，活動組的兩部分分別在反射棱鏡的一前一后排列也可以。
A) 會聚光路中打入型變焦系統設計
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；
圖1.會聚光路中打入式工作原理圖（一）
另一方法保持兩組之間光線平行光軸，有了前組距離求得光線投射高度M1，M2=M1，這兩組的焦距也不難求解，計算方法簡單。
圖2.會聚光路中打入式工作原理圖（二）
打入式斷續變焦光學系統的設計界面如下圖所示。
展開 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，相當于一個望遠系統，便于設計，但系統結構尺寸長。另一種是活動組在后，位于會聚光路中，設計時要確保像面位置不變，對系統結構精度要求高。
為了保證系統像面位置不變，活動組都由兩個組分組成，其中一個是負組分，另一個為正組分構成。在變焦過程中，整個活動組一起打入（出）以改變系統焦距。一般情況下，整個活動組固聯在一起運動，但有時出于結構的需要，比如中間插入有反射棱鏡，活動組的兩部分分別在反射棱鏡的一前一后排列也可以。
A) 會聚光路中打入型變焦系統設計
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?；顒咏M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；
圖1.會聚光路中打入式工作原理圖（一）
另一方法保持兩組之間光線平行光軸，有了前組距離求得光線投射高度M1，M2=M1，這兩組的焦距也不難求解，計算方法簡單。
圖2.會聚光路中打入式工作原理圖（二）
打入式斷續變焦光學系統的設計界面如下圖所示。圖中上半部分是物鏡的基本部分，也是相對小視場，下半部分是可以在系統內打入打出的一個活動部分。打入后系統像面位置及像面大小應該保持不變用以擴大物方視場范圍。
展開 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?；顒咏M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
為了保證系統像面位置不變，活動組都由兩個組分組成，其中一個是負組分，另一個為正組分構成。在變焦過程中，整個活動組一起打入（出）以改變系統焦距。一般情況下，整個活動組固聯在一起運動，但有時出于結構的需要，比如中間插入有反射棱鏡，活動組的兩部分分別在反射棱鏡的一前一后排列也可以。
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，相當于一個望遠系統，便于設計，但系統結構尺寸長。另一種是活動組在后，位于會聚光路中，設計時要確保像面位置不變，對系統結構精度要求高。
1. 一次性打入式斷續變焦系統設計
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。
展開 多組轉換型變焦系統可以實現多檔斷續變焦。設計時同時設計多重可打入活動組，在打入時隨意轉換。多組轉換型的活動組可以放置在會聚光路中也可以在平行光路中。選擇在平行光路中，可利用活動組的無焦性來回倒置獲得放大縮小兩種不同變焦效果。
圖1.多組轉換型變焦系統結構示意圖
圖2.多組轉換型變焦系統結構展開示意圖
所謂軸向位移型斷續變焦系統，其實就是連續變焦斷續化，類似連續變焦的結構形式利用系統內兩個活動組的軸向位移獲得兩個端點位置不同的系統焦距值。在設計時可以參照連續變焦的設計方法，不需要進行凸輪曲線設計，將連續變焦中的曲線運動簡化為直線運動即可，如右圖1。
圖1.軸向位移型變焦系統設計界面
軸向位移型斷續變焦系統也可以是三組元結構、四組元結構等多種形式。設計時都是借用機械補償式連續變焦系統設計方法設計。只是對連續變焦系統運動形式的簡化。
圖2.軸向位移型變焦系統結構示意圖
展開 
斷續變焦光學系統設計的相關專題、標簽、搜索
斷續變焦光學系統設計的最新內容
<p><strong>引言</strong></p><p>火炮身管內壁的燒蝕、裂紋等疵病直接影響火炮使用安全性，Ф30~Ф85mm小口徑炮膛的檢測對設備的空間適配性、成像質量和三維測量能力提出嚴苛要求，而傳統內窺系統存在成像失真、適配性差、無法三維測量等痛點。Zemax作為全球領先的光學系統設計與仿真平臺，憑借建模、優化、像質評價與公差分析的全流程能力，成為攻克炮膛檢測內窺鏡光學系統設計難題的核心工具
填寫完對光學系統的設計技術要求之后就可以在窗體右側的繪圖框內繪制光學系統方案草圖。繪圖框的基本尺寸默認為一張橫排的A4圖紙。如果根據系統總體尺寸的要求需要調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，點擊“圖幅選擇”后會出現一個下拉式菜單，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。如果需要調整圖紙橫排或豎排的形式
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?；顒咏M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
多組轉換型變焦系統可以實現多檔斷續變焦。設計時同時設計多重可打入活動組，在打入時隨意轉換。多組轉換型的活動組可以放置在會聚光路中也可以在平行光路中。選擇在平行光路中，可利用活動組的無焦性來回倒置獲得放大縮小兩種不同變焦效果。
?
圖2.會聚光路中打入式工作原理圖（二）
打入式斷續變焦光學系統的設計界面如下圖所示。圖中上半部分是物鏡的基本部分，也是相對小視場，下半部分是可以在系統內打入打出的一個活動部分。打入后系統像面位置及像面大小應該保持不變用以擴大物方視場范圍。
多組轉換型變焦系統可以實現多檔斷續變焦。設計時同時設計多重可打入活動組，在打入時隨意轉換。多組轉換型的活動組可以放置在會聚光路中也可以在平行光路中。選擇在平行光路中，可利用活動組的無焦性來回倒置獲得放大縮小兩種不同變焦效果。
圖1.多組轉換型變焦系統結構示意圖
圖2.多組轉換型變焦系統結構展開示意圖
所謂軸向位移型斷續變焦系統，其實就是連續變焦斷續化，類似連續變焦的結構形式利用系統內兩個活動組的軸向位移獲得兩個端點位置不同的系統焦距值。在設計時可以參照連續變焦的設計方法，不需要進行凸輪曲線設計，將連續變焦中的曲線運動簡化為直線運動即可，如右圖1。
?
所謂軸向位移型斷續變焦系統，其實就是連續變焦斷續化，類似連續變焦的結構形式利用系統內兩個活動組的軸向位移獲得兩個端點位置不同的系統焦距值。在設計時可以參照連續變焦的設計方法，不需要進行凸輪曲線設計，將連續變焦中的曲線運動簡化為直線運動即可，如右圖1。
圖1.軸向位移型變焦系統設計界面
軸向位移型斷續變焦系統也可以是三組元結構、四組元結構等多種形式。設計時都是借用機械補償式連續變焦系統設計方法設計
圖2.會聚光路中打入式工作原理圖（二）
打入式斷續變焦光學系統的設計界面如右圖所示。圖中上半部分是物鏡的基本部分，也是相對小視場，下半部分是可以在系統內打入打出的一個活動部分。打入后系統像面位置及像面大小應該保持不變用以擴大物方視場范圍。
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。
