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。在“機(jī)械補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”菜單內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)潔方便，使用“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”菜單進(jìn)行設(shè)計(jì)，是從系統(tǒng)總體布局角度，可以把系統(tǒng)設(shè)計(jì)得比較完善，可以在變焦系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加其他光學(xué)元件，比如轉(zhuǎn)像棱鏡，或者添加目鏡系統(tǒng)完成整個(gè)望遠(yuǎn)系統(tǒng)的全局設(shè)計(jì)。
圖1.光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)之連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦系統(tǒng)又可分為目標(biāo)在無(wú)限遠(yuǎn)處或有限距離的兩種形式，對(duì)于目標(biāo)在無(wú)限遠(yuǎn)處的系統(tǒng)主要是對(duì)系統(tǒng)焦距的變化，適應(yīng)于望遠(yuǎn)系統(tǒng)或照相系統(tǒng)的變焦設(shè)計(jì)；目標(biāo)在有限距離的變焦系統(tǒng)主要是針對(duì)顯微系統(tǒng)，是對(duì)系統(tǒng)放大率的變化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)放大率還可分為角放大率和線放大率兩種形式，設(shè)計(jì)時(shí)可以自由選擇。
圖2.機(jī)械補(bǔ)償變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)之連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
以下按照兩種不同設(shè)計(jì)菜單介紹具體操作方法。
一、 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)
“光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)”的菜單是一個(gè)多功能光學(xué)系統(tǒng)總體布局的設(shè)計(jì)菜單，具有對(duì)各種光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)的功能菜單。可以設(shè)計(jì)布局簡(jiǎn)單或復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，比如一般共軸光學(xué)系統(tǒng)，可利用各種棱鏡實(shí)現(xiàn)光軸折轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)等，還可以進(jìn)行各種連續(xù)或斷續(xù)變焦系統(tǒng)進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)；可以進(jìn)行各種掃描光學(xué)系統(tǒng)做總體布局設(shè)計(jì)；可以進(jìn)行多光軸復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)并行共存總體布局設(shè)計(jì)。最后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)建模設(shè)計(jì)，為后期光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量?jī)?yōu)化提供初始平臺(tái)。以下重點(diǎn)介紹連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的總體布局方法。機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)系統(tǒng)總體性能要求，連續(xù)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都必須包括前固定組、變焦組、補(bǔ)償組以及后固定組幾個(gè)部分組成。為了實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的變焦功能，可以分成三組分、四組分五組以及二組分幾種結(jié)構(gòu)形式，其中四組分還可以分成一般四組分和雙軸聯(lián)動(dòng)式兩種結(jié)構(gòu)形式，由于四組分雙軸聯(lián)動(dòng)式系統(tǒng)變焦組運(yùn)動(dòng)曲線比較平緩，在系統(tǒng)像面偏心允許的情況下，還可以簡(jiǎn)化為四組元線性雙組聯(lián)動(dòng)變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。
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