機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)的活動(dòng)組分相對(duì)固定組分沿軸向運(yùn)動(dòng)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(gè)固定組前的總組分?jǐn)?shù)稱為該連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)，比如含有一個(gè)前固定組、一個(gè)變焦組、一個(gè)補(bǔ)償組以及一個(gè)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(dòng)組分在變焦過(guò)程中按設(shè)計(jì)要求移動(dòng)活動(dòng)組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)各組分的運(yùn)動(dòng)，因此，凸輪曲線的設(shè)計(jì)也必然是光學(xué)設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。 $7bmUQ|
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a[74;VO 在進(jìn)行凸輪曲線設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)確保各活動(dòng)組分之間準(zhǔn)確的間隔尺寸，保證在變焦過(guò)程中光學(xué)系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運(yùn)動(dòng)曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運(yùn)動(dòng)中的卡滯現(xiàn)象，當(dāng)然還要考慮到凸輪加工的工藝性。 }N|/b"j9
>5gzo6j/ X'F$K!o*,: 圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計(jì)窗體 2bC %P})m
初始數(shù)據(jù)填寫(xiě)以及各選擇項(xiàng)的選擇 a $|u!_)!h
d!X?R} 本程序可以對(duì)機(jī)械補(bǔ)償式變焦系統(tǒng)進(jìn)行凸輪優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此只有在輸入機(jī)械補(bǔ)償式變焦光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之后才能進(jìn)行。此時(shí)可從工具條的“設(shè)計(jì)”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計(jì)” 菜單，此時(shí)界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。 r 1a{Y8? ① 初始數(shù)據(jù)的填寫(xiě) yTv K)4& 連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結(jié)構(gòu)，依靠凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)組沿光軸方向按要求規(guī)律移動(dòng)。為此在設(shè)計(jì)凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)，便于加工需要。同時(shí)為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數(shù)量點(diǎn)數(shù)的前后延伸曲線坐標(biāo)參數(shù)。所以，在圖1的界面上要求填寫(xiě)相應(yīng)的選取坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)、前沿點(diǎn)數(shù)、后沿點(diǎn)數(shù)、凸輪直徑以及凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度等參數(shù)。填寫(xiě)完以上數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“確定”鍵即可自動(dòng)繪制凸輪運(yùn)動(dòng)曲線圖。在此同時(shí)界面上還會(huì)顯示一個(gè)書(shū)簽式選項(xiàng)，分別提供繪制凸輪運(yùn)動(dòng)曲線、凸輪運(yùn)動(dòng)速率、焦距變化曲線、凸輪參數(shù)數(shù)據(jù)以及返回上一步等。 .R"L$V$RU. $.cGRz 圖2.凸輪運(yùn)動(dòng)曲線系列 5. E 2fX
② 選擇項(xiàng)的選擇 b>(l F%M 從圖2的界面上可以看出，通過(guò)對(duì)機(jī)械補(bǔ)償式變焦系統(tǒng)進(jìn)行凸輪優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以控制變焦組分的運(yùn)動(dòng)曲線的方程軌跡，也可以根據(jù)需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關(guān)系設(shè)計(jì)凸輪曲線。一般情況下，為了活動(dòng)組的運(yùn)動(dòng)靈活方便，主要考慮變焦組和活動(dòng)組的運(yùn)動(dòng)連續(xù)平滑，運(yùn)動(dòng)曲線不要過(guò)陡，避免運(yùn)動(dòng)卡死現(xiàn)象。但有些系統(tǒng)為精確控制在變焦過(guò)程中達(dá)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(zhuǎn)角是系統(tǒng)焦距變化的函數(shù)。 ;7A, 'y4f 在進(jìn)行變焦系統(tǒng)凸輪曲線設(shè)計(jì)與優(yōu)化時(shí)，可做如下一些選擇。 E4.IS =4S Ⅰ- 控制項(xiàng)目的選擇 [eN{Ft0x 在進(jìn)行變焦系統(tǒng)凸輪曲線時(shí)可以通過(guò)凸輪曲線設(shè)計(jì)與控制變焦組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也可以設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)在變焦過(guò)程中系統(tǒng)焦距變化的規(guī)律，以便隨時(shí)掌控系統(tǒng)焦距與凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)系，此時(shí)可以通過(guò)下圖中對(duì)控制項(xiàng)目的選擇實(shí)現(xiàn)。 )K6{_~Kc\
m{y ON&y !58JK f 圖3.控制項(xiàng)目的選擇 e_;6U Z+
.0Z vCv:> 圖4.控制焦距變化曲線系列 tS Ync7
Ⅱ- 繪制網(wǎng)絡(luò)線的選擇 cA\W|A) Dw[Q,SE 圖5.繪制網(wǎng)絡(luò)線的選擇
1mV0AE538 圖6.繪制網(wǎng)絡(luò)線的選擇 Uwk|M?94
Ⅲ- 凸輪曲線運(yùn)動(dòng)軌跡或變焦焦距變化規(guī)律的選擇 [<;2
