機械補償式連續(xù)變焦光學系統(tǒng)，通過系統(tǒng)的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統(tǒng)像面穩(wěn)定不變的前提下，連續(xù)改變系統(tǒng)焦距。系統(tǒng)中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續(xù)變焦光學系統(tǒng)的組分數，比如含有一個前固定組、一個變焦組、一個補償組以及一個固定組的變焦系統(tǒng)被稱為三組分變焦系統(tǒng)。為保證各活動組分在變焦過程中按設計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結構驅動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設計也必然是光學設計的重要任務。 spt6] "Ni
:A/d to 在進行凸輪曲線設計時，不僅要考慮凸輪轉動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。 vQ;Ex
Pi]19boM. :]\([Q+a 圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設計窗體 |Y ?H A&
初始數據填寫以及各選擇項的選擇 BO ;6
u^[
+j< p
\Kn> 本程序可以對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設計，因此只有在輸入機械補償式變焦光學系統(tǒng)的數據之后才能進行。此時可從工具條的“設計”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設計” 菜單，此時界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。 wK?vPS ① 初始數據的填寫 r>o63Q: 連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結構，依靠凸輪的轉動驅動活動組沿光軸方向按要求規(guī)律移動。為此在設計凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉動角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標點數，便于加工需要。同時為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數量點數的前后延伸曲線坐標參數。所以，在圖1的界面上要求填寫相應的選取坐標點數、前沿點數、后沿點數、凸輪直徑以及凸輪轉動角度等參數。填寫完以上數據，點擊“確定”鍵即可自動繪制凸輪運動曲線圖。在此同時界面上還會顯示一個書簽式選項，分別提供繪制凸輪運動曲線、凸輪運動速率、焦距變化曲線、凸輪參數數據以及返回上一步等。 5`~PR
:dN HMSO=)@+ 圖2.凸輪運動曲線系列 L7dd(^
② 選擇項的選擇 vX/T3WV
從圖2的界面上可以看出，通過對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設計，可以控制變焦組分的運動曲線的方程軌跡，也可以根據需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關系設計凸輪曲線。一般情況下，為了活動組的運動靈活方便，主要考慮變焦組和活動組的運動連續(xù)平滑，運動曲線不要過陡，避免運動卡死現(xiàn)象。但有些系統(tǒng)為精確控制在變焦過程中達到精確變焦焦距值，也可以選擇控制系統(tǒng)焦距變化曲線，使得凸輪轉角是系統(tǒng)焦距變化的函數。
/;oX)]W 在進行變焦系統(tǒng)凸輪曲線設計與優(yōu)化時，可做如下一些選擇。 Xu%'Z".>: Ⅰ- 控制項目的選擇 wOU_*uY@6' 在進行變焦系統(tǒng)凸輪曲線時可以通過凸輪曲線設計與控制變焦組的運動規(guī)律，也可以設計與控制系統(tǒng)在變焦過程中系統(tǒng)焦距變化的規(guī)律，以便隨時掌控系統(tǒng)焦距與凸輪運轉的關系，此時可以通過下圖中對控制項目的選擇實現(xiàn)。 @7IIM{
