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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。

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。

三組元連續(xù)變焦系統(tǒng)在進(jìn)行連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先在“一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的界面上做所需連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的布局。布局時(shí)必須給定前固定組的焦距值，前固定組可以是一個(gè)單一組元，也可以為一組復(fù)合結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于其中變焦組、補(bǔ)償組以及后固定組的焦距值有待于下面求解，可以暫時(shí)賦予其焦距值為零，透鏡間隔可以隨意。如圖1所示。

三組元連續(xù)變焦系統(tǒng)在進(jìn)行連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先在“一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的界面上做所需連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的布局。布局時(shí)必須給定前固定組的焦距值，前固定組可以是一個(gè)單一組元，也可以為一組復(fù)合結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于其中變焦組、補(bǔ)償組以及后固定組的焦距值有待于下面求解，可以暫時(shí)賦予其焦距值為零，透鏡間隔可以隨意。如圖1所示。

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(duì)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)。

二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是對(duì)三組元變焦補(bǔ)償形式的簡(jiǎn)化。他利用后面的變焦組的軸向移動(dòng)產(chǎn)生系統(tǒng)變焦比，由于變焦系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相面位移量有前組位移補(bǔ)償。該形式變焦系統(tǒng)的前組不是固定組，為此對(duì)此類系統(tǒng)還要在前方設(shè)置一塊保護(hù)玻璃使系統(tǒng)密封。二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)多用于變焦比較小的系統(tǒng)。 二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式如圖1，其計(jì)算結(jié)果及凸輪曲線分別如圖2及圖3。

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(duì)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)。

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(duì)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)。

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(duì)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)。

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(duì)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)。

二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是對(duì)三組元變焦補(bǔ)償形式的簡(jiǎn)化。他利用后面的變焦組的軸向移動(dòng)產(chǎn)生系統(tǒng)變焦比，由于變焦系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相面位移量有前組位移補(bǔ)償。該形式變焦系統(tǒng)的前組不是固定組，為此對(duì)此類系統(tǒng)還要在前方設(shè)置一塊保護(hù)玻璃使系統(tǒng)密封。二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)多用于變焦比較小的系統(tǒng)。二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式如圖1，其計(jì)算結(jié)果及凸輪曲線分別如圖2及圖3。

圖7.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的各種曲線圖圖8.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的動(dòng)畫(huà)展示圖9.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的變焦定格圖10.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的凸輪曲線圖11.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的像面位移

圖7.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的各種曲線圖 圖8.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的動(dòng)畫(huà)展示 圖9.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的變焦定格 圖10.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的凸輪曲線 圖11.顯微系統(tǒng)連續(xù)變焦的像面位移

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?jī)?yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

圖2.會(huì)聚光路中打入式工作原理圖（二）打入式斷續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(duì)小視場(chǎng)，下半部分是可以在系統(tǒng)內(nèi)打入打出的一個(gè)活動(dòng)部分。打入后系統(tǒng)像面位置及像面大小應(yīng)該保持不變用以擴(kuò)大物方視場(chǎng)范圍。

二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是對(duì)三組元變焦補(bǔ)償形式的簡(jiǎn)化。他利用后面的變焦組的軸向移動(dòng)產(chǎn)生系統(tǒng)變焦比，由于變焦系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相面位移量有前組位移補(bǔ)償。該形式變焦系統(tǒng)的前組不是固定組，為此對(duì)此類系統(tǒng)還要在前方設(shè)置一塊保護(hù)玻璃使系統(tǒng)密封。二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)多用于變焦比較小的系統(tǒng)。二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式如圖1，其計(jì)算結(jié)果及凸輪曲線分別如圖2及圖3。

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(duì)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)。

窗體中央顯示了四組元二移動(dòng)連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式意圖，下面表格給出系統(tǒng)的特征數(shù)據(jù)列表，左上方有下拉式文本框選擇設(shè)計(jì)計(jì)算以前固定組還是以后固定組為基礎(chǔ)。根據(jù)前固定組求解是已知前固定組焦距值出發(fā)計(jì)算系統(tǒng)外形尺寸數(shù)據(jù)，反之是從后固定組焦距值出發(fā)計(jì)算系統(tǒng)外形尺寸數(shù)據(jù)。按表中內(nèi)容填寫完畢，四組元連續(xù)變焦系統(tǒng)的外形尺寸計(jì)算工作立即自動(dòng)完成。

圖5.PW自動(dòng)優(yōu)化結(jié)果③ 機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的凸輪曲線所謂機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)就是利用兩個(gè)活動(dòng)組分（俗稱變焦組和補(bǔ)償組）各自以不同函數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律沿軸向移動(dòng)改變光學(xué)系統(tǒng)各組分間表面間隔距離在改變系統(tǒng)焦距的同時(shí)保持像面位置穩(wěn)定不變。在鏡頭機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)往往采用凸輪結(jié)構(gòu)形式完成活動(dòng)組分按要求運(yùn)動(dòng)。在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)必須由光學(xué)設(shè)計(jì)給出凸輪運(yùn)動(dòng)曲線。

圖5.PW自動(dòng)優(yōu)化結(jié)果 ③機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的凸輪曲線所謂機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)就是利用兩個(gè)活動(dòng)組分（俗稱變焦組和補(bǔ)償組）各自以不同函數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律沿軸向移動(dòng)改變光學(xué)系統(tǒng)各組分間表面間隔距離在改變系統(tǒng)焦距的同時(shí)保持像面位置穩(wěn)定不變。在鏡頭機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)往往采用凸輪結(jié)構(gòu)形式完成活動(dòng)組分按要求運(yùn)動(dòng)。在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)必須由光學(xué)設(shè)計(jì)給出凸輪運(yùn)動(dòng)曲線。