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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。

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。

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。

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

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。

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。 ?

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。

</p><p><br></p><p>本文將展示使用synopsys軟件進行離軸反射式光學系統初始結構的設計</p><p><br></p><p>第一步是繪制設計簡圖。</p><p><br></p><p>這是一個有三個反射鏡的例子，如下圖所示。光線從表面1的左側進入，依次經過位于2,3,4處的反射鏡，然后進入5處的像面。

可以設計布局簡單或復雜的光學系統，比如一般共軸光學系統，可利用各種棱鏡實現光軸折轉的系統，望遠光學系統等，還可以進行各種連續或斷續變焦系統進行總體布局設計；可以進行各種掃描光學系統做總體布局設計；可以進行多光軸復雜光學系統并行共存總體布局設計。最后實現系統初始結構建模設計，為后期光學系統成像質量優化提供初始平臺。以下重點介紹連續變焦光學系統的總體布局方法。

可以設計布局簡單或復雜的光學系統，比如一般共軸光學系統，可利用各種棱鏡實現光軸折轉的系統，望遠光學系統等，還可以進行各種連續或斷續變焦系統進行總體布局設計；可以進行各種掃描光學系統做總體布局設計；可以進行多光軸復雜光學系統并行共存總體布局設計。最后實現系統初始結構建模設計，為后期光學系統成像質量優化提供初始平臺。以下重點介紹連續變焦光學系統的總體布局方法。

在OCAD設計窗口內有“會聚光路內打入”和“平行光路內打入”的兩種選擇。在選擇“平行光路內打入”后，設計界面如圖所示。界面內也有是否單組打入和兩組分間隔打入的選擇。和以往一樣操作方法即可自動設計出所要求的初始結構參數。設計出帶反射棱鏡的和不帶反射棱鏡的設計結果光學系統示意圖如圖1所示。

一、初始結構的繪制1、目標在無限遠的連續變焦系統目標在無限遠的連續變焦系統，也叫連續變倍系統。是指通過系統的各個活動組分的移動改變系統焦距，以實現系統放大倍率的系統。連續變倍的光學系統根據系統可移動的變焦組好補償組的數量不同，可分為三組元、四組元、五組元以及二組元等各種不同形式。先以三組元連續變焦系統為例介紹其指定設計方法。

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

圖2.指定前固定組位置 在利用一般光學系統基本結構布局界面布局完畢，即可利用界面內“系統類型”，點擊默認為“一般光學系統”的下拉式菜單，其中顯示多種不同光學系統結構形式，選擇“連續變焦系統” 同時在右側顯示下拉菜單以便選擇變焦系統類型，其中包括三組元變焦、四組元變焦、雙組聯動變焦、線性雙組聯動變焦、五組元變焦以及二組元變焦等各種形式。此時現在需要的結構形式，比如三組元變焦。

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

圖6.縮放組元焦距 圖7.保存設計結果 依次重復以上操作，可以完成系統所有各組元的初始結構設計。然后點擊窗體右上角“下一步”按鈕，程序又進一步完成各組元設計結果的組合，組成完整的機械補償式連續變焦系統初始結構設計數據，包括系統視場、孔徑以及變焦系統特殊數據的組合。

圖5.PW自動優化結果③ 機械補償式連續變焦光學系統的凸輪曲線所謂機械補償式連續變焦光學系統就是利用兩個活動組分（俗稱變焦組和補償組）各自以不同函數的運動規律沿軸向移動改變光學系統各組分間表面間隔距離在改變系統焦距的同時保持像面位置穩定不變。在鏡頭機械結構時往往采用凸輪結構形式完成活動組分按要求運動。在設計凸輪機構時必須由光學設計給出凸輪運動曲線。

圖5.PW自動優化結果 ③機械補償式連續變焦光學系統的凸輪曲線所謂機械補償式連續變焦光學系統就是利用兩個活動組分（俗稱變焦組和補償組）各自以不同函數的運動規律沿軸向移動改變光學系統各組分間表面間隔距離在改變系統焦距的同時保持像面位置穩定不變。在鏡頭機械結構時往往采用凸輪結構形式完成活動組分按要求運動。在設計凸輪機構時必須由光學設計給出凸輪運動曲線。

圖6.縮放組元焦距圖7.保存設計結果依次重復以上操作，可以完成系統所有各組元的初始結構設計。然后點擊窗體右上角“下一步”按鈕，程序又進一步完成各組元設計結果的組合，組成完整的機械補償式連續變焦系統初始結構設計數據，包括系統視場、孔徑以及變焦系統特殊數據的組合。

圖6.縮放組元焦距圖7.保存設計結果 依次重復以上操作，可以完成系統所有各組元的初始結構設計。然后點擊窗體右上角“下一步”按鈕，程序又進一步完成各組元設計結果的組合，組成完整的機械補償式連續變焦系統初始結構設計數據，包括系統視場、孔徑以及變焦系統特殊數據的組合。