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啟動(dòng)ZSEARCH 變焦鏡頭由四組透鏡組組成，每組有三個(gè)透鏡。在最終的設(shè)計(jì)中，第一組將被用于變焦，最后一組將被固定，以滿足鏡頭的 F/number。我們可能需要超過 12 個(gè)鏡片，我們可以向 ZSEARCH 提出更多要求 - 但如果我們從上述結(jié)構(gòu)開始它會(huì)運(yùn)行得更快，然后在需要的時(shí)候添加元件。

</pre><p>運(yùn)行這個(gè)宏一段時(shí)間后，我們得到了一個(gè)有潛力的初始結(jié)構(gòu)。

以下為新的初始宏：搜索宏請?jiān)u論區(qū)留言聯(lián)系工作人員獲取代碼運(yùn)行搜索宏可以得到10個(gè)初始結(jié)構(gòu)：從中找出一個(gè)最佳結(jié)構(gòu)，接下來進(jìn)行下一步分析:設(shè)置光闌，優(yōu)化之后，觀察鏡頭結(jié)構(gòu)，選擇第3/4片為前變焦組，5/6/7片為后變焦組，光闌設(shè)置在表面15上。

案例說明 變焦鏡頭廣泛應(yīng)用于攝影、攝像以及機(jī)器視覺等領(lǐng)域，憑借其可變焦距設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了視場范圍的靈活切換與成像尺寸的自由調(diào)節(jié)，兼具結(jié)構(gòu)緊湊、成像清晰和操作便捷等優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)用場景 變焦鏡頭廣泛應(yīng)用于攝影、攝像以及機(jī)器視覺等領(lǐng)域，憑借其可變焦距設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了視場范圍的靈活切換與成像尺寸的自由調(diào)節(jié)，兼具結(jié)構(gòu)緊湊、成像清晰和操作便捷等優(yōu)點(diǎn)。在本案例中，將通過設(shè)計(jì)一個(gè)典型的連續(xù)變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)，演示在 VLU 中的光學(xué)設(shè)計(jì)流程，包括初始結(jié)構(gòu)建立、像差分析、評(píng)價(jià)函數(shù)定義，優(yōu)化以及結(jié)果展示。

圖4.會(huì)聚光路中打入式自動(dòng)設(shè)計(jì)程序界面 繼續(xù)點(diǎn)擊“下一步”，就可以進(jìn)入系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)自動(dòng)設(shè)計(jì)階段。此時(shí)可以利用設(shè)計(jì)窗口內(nèi)下部表格內(nèi)的“選擇”欄內(nèi)選擇設(shè)計(jì)哪一組鏡頭。選擇后界面自動(dòng)出現(xiàn)“透鏡單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”窗口進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完畢在表格內(nèi)點(diǎn)擊“保存”，將會(huì)自動(dòng)完成該組設(shè)計(jì)。

圖4.會(huì)聚光路中打入式自動(dòng)設(shè)計(jì)程序界面繼續(xù)點(diǎn)擊“下一步”，就可以進(jìn)入系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)自動(dòng)設(shè)計(jì)階段。此時(shí)可以利用設(shè)計(jì)窗口內(nèi)下部表格內(nèi)的“選擇”欄內(nèi)選擇設(shè)計(jì)哪一組鏡頭。選擇后界面自動(dòng)出現(xiàn)“透鏡單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”窗口進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完畢在表格內(nèi)點(diǎn)擊“保存”，將會(huì)自動(dòng)完成該組設(shè)計(jì)。圖5.會(huì)聚光路中打入式自動(dòng)設(shè)計(jì)程序界面按以上方法依次操作即可完成所有組元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

一般情況下，整個(gè)活動(dòng)組固聯(lián)在一起運(yùn)動(dòng)，但有時(shí)出于結(jié)構(gòu)的需要，比如中間插入有反射棱鏡，活動(dòng)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(xù)變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，在不需要連續(xù)變焦時(shí)一般采用這種結(jié)構(gòu)形式。在活動(dòng)組打出時(shí)使用固定組，系統(tǒng)焦點(diǎn)位置穩(wěn)定，瞄準(zhǔn)精度高。打入（出）型變焦系統(tǒng)的活動(dòng)組可以在前，相當(dāng)于一個(gè)望遠(yuǎn)系統(tǒng)，便于設(shè)計(jì)，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸長。

圖8.最后設(shè)計(jì)結(jié)果 圖9.光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 由于以上設(shè)計(jì)均為高斯光學(xué)求解，為此各組分間間隔均為其主面間隔。當(dāng)完成初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后的實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)際間隔會(huì)因?qū)嶋H鏡頭厚度而改變，再由于在前面外形尺寸計(jì)算時(shí)所給主面間隔只是個(gè)粗略數(shù)，有時(shí)會(huì)使透鏡間隔過大或過小，甚至使得實(shí)際間隔小于零，發(fā)生鏡頭碰撞。

圖8.最后設(shè)計(jì)結(jié)果圖9.光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖由于以上設(shè)計(jì)均為高斯光學(xué)求解，為此各組分間間隔均為其主面間隔。當(dāng)完成初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后的實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)際間隔會(huì)因?qū)嶋H鏡頭厚度而改變，再由于在前面外形尺寸計(jì)算時(shí)所給主面間隔只是個(gè)粗略數(shù)，有時(shí)會(huì)使透鏡間隔過大或過小，甚至使得實(shí)際間隔小于零，發(fā)生鏡頭碰撞。此時(shí)必須調(diào)整鏡頭結(jié)構(gòu)，或者重回最初外形尺寸計(jì)算，調(diào)整初始主面間隔，重新設(shè)計(jì)。

圖8.最后設(shè)計(jì)結(jié)果 圖9.光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖由于以上設(shè)計(jì)均為高斯光學(xué)求解，為此各組分間間隔均為其主面間隔。當(dāng)完成初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后的實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)際間隔會(huì)因?qū)嶋H鏡頭厚度而改變，再由于在前面外形尺寸計(jì)算時(shí)所給主面間隔只是個(gè)粗略數(shù)，有時(shí)會(huì)使透鏡間隔過大或過小，甚至使得實(shí)際間隔小于零，發(fā)生鏡頭碰撞。此時(shí)必須調(diào)整鏡頭結(jié)構(gòu)，或者重回最初外形尺寸計(jì)算，調(diào)整初始主面間隔，重新設(shè)計(jì)。

二.設(shè)計(jì)要求現(xiàn)在我們需要一個(gè)定焦的鏡頭，可以用DSEARCH在自動(dòng)搜索一個(gè)鏡頭結(jié)構(gòu)，設(shè)置它的參數(shù)為：可見光；F數(shù)為3權(quán)重為5；后焦距為60mm；總長為75mm;半視場角為14度；入孔半徑為16.67mm的一個(gè)五片式的鏡頭。把它在DSEARCH中輸入后建立宏文件并運(yùn)行宏文件，得到我們的初始結(jié)構(gòu)。

完成之后，再按“下一步”，可以完成整個(gè)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖6.會(huì)聚光路中打入式自動(dòng)設(shè)計(jì)過程界面系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下。圖7.會(huì)聚光路中打入式自動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)表有些系統(tǒng)出于系統(tǒng)光軸折轉(zhuǎn)或其他需要，在系統(tǒng)內(nèi)往往帶有反射棱鏡的結(jié)構(gòu)元素占用了系統(tǒng)物鏡（前固定組）的空間。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)打入式斷續(xù)變焦，只好把可打入的變焦活動(dòng)組的兩組鏡頭分布于反射棱鏡的前后排列。

由于 DSEARCH 不了解變焦鏡頭，我們得到的是一個(gè)非常好的定焦鏡頭 - 然后我們增加了新的要求，以便在更短的距離內(nèi)進(jìn)行對焦。所以從 DSEARCH 設(shè)計(jì)出的鏡頭沒有被選中。這始終是一個(gè)選擇的過程。也許他們不一定是最好的初始結(jié)構(gòu)。如果搜索例程可以監(jiān)視兩個(gè)不同共軛點(diǎn)的性能，那不是很好嗎？然后設(shè)計(jì)出來的鏡頭性能還不錯(cuò)。

為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)打入式斷續(xù)變焦，只好把可打入的變焦活動(dòng)組的兩組鏡頭分布于反射棱鏡的前后排列。為此在設(shè)計(jì)這類系統(tǒng)時(shí)在設(shè)計(jì)窗口上安排了“單變焦組打入”和“兩變焦組打入”的選擇。選擇了“兩變焦組打入”后的窗體界面如圖所示。

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。凸輪曲線是在設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，為保證系統(tǒng)像面位置穩(wěn)定，用高斯光學(xué)理論計(jì)算變焦組和補(bǔ)償組的運(yùn)動(dòng)曲線。為此，在本設(shè)計(jì)時(shí)就自動(dòng)計(jì)算出了系統(tǒng)凸輪曲線坐標(biāo)值并繪出凸輪曲線如圖6，通過工具條上“圖文”菜單隨時(shí)可以顯示凸輪曲線的參數(shù)坐標(biāo)值如圖7所示。

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。凸輪曲線是在設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，為保證系統(tǒng)像面位置穩(wěn)定，用高斯光學(xué)理論計(jì)算變焦組和補(bǔ)償組的運(yùn)動(dòng)曲線。為此，在本設(shè)計(jì)時(shí)就自動(dòng)計(jì)算出了系統(tǒng)凸輪曲線坐標(biāo)值并繪出凸輪曲線如圖6，通過工具條上“圖文”菜單隨時(shí)可以顯示凸輪曲線的參數(shù)坐標(biāo)值如圖7所示。

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。凸輪曲線是在設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，為保證系統(tǒng)像面位置穩(wěn)定，用高斯光學(xué)理論計(jì)算變焦組和補(bǔ)償組的運(yùn)動(dòng)曲線。為此，在本設(shè)計(jì)時(shí)就自動(dòng)計(jì)算出了系統(tǒng)凸輪曲線坐標(biāo)值并繪出凸輪曲線如圖6，通過工具條上“圖文”菜單隨時(shí)可以顯示凸輪曲線的參數(shù)坐標(biāo)值如圖7所示。

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。凸輪曲線是在設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，為保證系統(tǒng)像面位置穩(wěn)定，用高斯光學(xué)理論計(jì)算變焦組和補(bǔ)償組的運(yùn)動(dòng)曲線。為此，在本設(shè)計(jì)時(shí)就自動(dòng)計(jì)算出了系統(tǒng)凸輪曲線坐標(biāo)值并繪出凸輪曲線如圖6，通過工具條上“圖文”菜單隨時(shí)可以顯示凸輪曲線的參數(shù)坐標(biāo)值如圖7所示。

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。凸輪曲線是在設(shè)計(jì)機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，為保證系統(tǒng)像面位置穩(wěn)定，用高斯光學(xué)理論計(jì)算變焦組和補(bǔ)償組的運(yùn)動(dòng)曲線。為此，在本設(shè)計(jì)時(shí)就自動(dòng)計(jì)算出了系統(tǒng)凸輪曲線坐標(biāo)值并繪出凸輪曲線如圖6，通過工具條上“圖文”菜單隨時(shí)可以顯示凸輪曲線的參數(shù)坐標(biāo)值如圖7所示。