一、 初始結(jié)構(gòu)的繪制
1、目標(biāo)在無(wú)限遠(yuǎn)的連續(xù)變焦系統(tǒng)
目標(biāo)在無(wú)限遠(yuǎn)的連續(xù)變焦系統(tǒng)，也叫連續(xù)變倍系統(tǒng)。是指通過(guò)系統(tǒng)的各個(gè)活動(dòng)組分的移動(dòng)改變系統(tǒng)焦距，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)放大倍率的系統(tǒng)。連續(xù)變倍的光學(xué)系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)可移動(dòng)的變焦組好補(bǔ)償組的數(shù)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(xù)變焦系統(tǒng)為例介紹其指定設(shè)計(jì)方法。
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.連續(xù)變焦系統(tǒng)布局初步設(shè)計(jì)
如果前固定組是一個(gè)多組元組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)前固定組，還需在變焦組的“空氣間隔”右側(cè)的特性欄內(nèi)利用下拉式菜單選擇“變焦變量“Z”，如圖。此外還必須指定光欄位置，一般都設(shè)置在后固定組位置，以便使用固定光欄，確保系統(tǒng)相對(duì)孔徑（F數(shù)）值穩(wěn)定。
圖2.指定前固定組位置
在利用一般光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)布局界面布局完畢，即可利用界面內(nèi)“系統(tǒng)類型”，點(diǎn)擊默認(rèn)為“一般光學(xué)系統(tǒng)”的下拉式菜單，其中顯示多種不同光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，選擇“連續(xù)變焦系統(tǒng)” 同時(shí)在右側(cè)顯示下拉菜單以便選擇變焦系統(tǒng)類型，其中包括三組元變焦、四組元變焦、雙組聯(lián)動(dòng)變焦、線性雙組聯(lián)動(dòng)變焦、五組元變焦以及二組元變焦等各種形式。此時(shí)現(xiàn)在需要的結(jié)構(gòu)形式，比如三組元變焦。界面如下圖3所示。
圖3.連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)（1）
此外，界面上還會(huì)顯示連續(xù)變焦系統(tǒng)的可選方框。在此框內(nèi)可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求填寫變焦系統(tǒng)的變焦比、系統(tǒng)最小間距以及各組分間最小間隔距離等。
圖4.填寫連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)（2）
對(duì)于一般目標(biāo)在無(wú)限遠(yuǎn)的連續(xù)變焦系統(tǒng)都設(shè)定下圖像面高度以及系統(tǒng)相對(duì)孔徑F數(shù)的值，如果有特殊需要要求指定系統(tǒng)物方視場(chǎng)或系統(tǒng)物方孔徑值，也可以改變?cè)瓉?lái)設(shè)定，點(diǎn)擊界面像方高度文字框，會(huì)出現(xiàn)有關(guān)參數(shù)的選擇項(xiàng)，如圖5所示。此時(shí)界面數(shù)據(jù)名稱也改為“物方視場(chǎng)角”，然后再填寫視場(chǎng)物方視場(chǎng)角的角度值。當(dāng)所有數(shù)據(jù)填寫完成，點(diǎn)擊界面左上方“確定”按鈕程序即可自動(dòng)計(jì)算出變焦系統(tǒng)原理數(shù)據(jù)并顯示系統(tǒng)變焦原理圖。
圖5.填寫連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)（3）
如果需要改變系統(tǒng)孔徑值，和以上操作類似，點(diǎn)擊界面“系統(tǒng)F數(shù)”文字，會(huì)及時(shí)顯示系統(tǒng)孔徑參數(shù)的不同形式，比如選擇“入瞳直徑”，界面變化如下，繼續(xù)填寫所需數(shù)據(jù)即可。
圖6.填寫連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)（4）
所有數(shù)據(jù)填寫完畢，選擇工具條內(nèi)“確定”或“變焦”按鈕，即可有程序自動(dòng)生成變焦系統(tǒng)所有相關(guān)參數(shù)并自動(dòng)顯示變焦系統(tǒng)示意圖，如圖7所示。
圖7.確定連續(xù)變焦系統(tǒng)各組分結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)
對(duì)于目標(biāo)在無(wú)限遠(yuǎn)的望遠(yuǎn)或照相連續(xù)變焦系統(tǒng)的四組元、五組元或二組元系統(tǒng)的近軸光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成與上述類似。如下圖8、圖9和圖10所示。
圖8.四組元連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
圖9.五組元連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
圖10.二組元連續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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