利用OCAD光學自動設計程序設計機械補償式連續(xù)變焦光學系統(tǒng)自動設計，在程序內(nèi)有兩個途徑，一個是在其“光學系統(tǒng)總體布局設計”的菜單內(nèi)，另一個可在“機械補償光學系統(tǒng)設計”菜單內(nèi)完成。二者各有不同方式和功能進行處理。在“機械補償光學系統(tǒng)設計”菜單內(nèi)進行設計比較簡潔方便，使用“光學系統(tǒng)總體布局設計”菜單進行設計，是從系統(tǒng)總體布局角度，可以把系統(tǒng)設計得比較完善，可以在變焦系統(tǒng)的基礎上添加其他光學元件，比如轉(zhuǎn)像棱鏡，或者添加目鏡系統(tǒng)完成整個望遠系統(tǒng)的全局設計。
圖1.光學系統(tǒng)總體布局設計之連續(xù)變焦系統(tǒng)設計
機械補償式連續(xù)變焦系統(tǒng)又可分為目標在無限遠處或有限距離的兩種形式，對于目標在無限遠處的系統(tǒng)主要是對系統(tǒng)焦距的變化，適應于望遠系統(tǒng)或照相系統(tǒng)的變焦設計；目標在有限距離的變焦系統(tǒng)主要是針對顯微系統(tǒng)，是對系統(tǒng)放大率的變化設計。系統(tǒng)放大率還可分為角放大率和線放大率兩種形式，設計時可以自由選擇。
圖2.機械補償變焦系統(tǒng)設計之連續(xù)變焦系統(tǒng)設計
以下按照兩種不同設計菜單介紹具體操作方法。
一、 連續(xù)變焦光學系統(tǒng)總體布局設計
“光學系統(tǒng)總體布局設計”的菜單是一個多功能光學系統(tǒng)總體布局的設計菜單，具有對各種光學系統(tǒng)進行總體布局設計的功能菜單�？梢栽O計布局簡單或復雜的光學系統(tǒng)，比如一般共軸光學系統(tǒng)，可利用各種棱鏡實現(xiàn)光軸折轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，望遠光學系統(tǒng)等，還可以進行各種連續(xù)或斷續(xù)變焦系統(tǒng)進行總體布局設計；可以進行各種掃描光學系統(tǒng)做總體布局設計；可以進行多光軸復雜光學系統(tǒng)并行共存總體布局設計。最后實現(xiàn)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)建模設計，為后期光學系統(tǒng)成像質(zhì)量優(yōu)化提供初始平臺。以下重點介紹連續(xù)變焦光學系統(tǒng)的總體布局方法。機械補償式連續(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、補償組以及后固定組幾個部分組成。為了實現(xiàn)更強的變焦功能，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)動式兩種結(jié)構(gòu)形式，由于四組分雙軸聯(lián)動式系統(tǒng)變焦組運動曲線比較平緩，在系統(tǒng)像面偏心允許的情況下，還可以簡化為四組元線性雙組聯(lián)動變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。
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