隨著 2016 年的到來，OCAD 光學(xué)自動設(shè)計(jì)程序 2016 年版又為大家增添了新功能。熟悉或試用過 OCAD 光學(xué)自動設(shè)計(jì)程序的廣大光學(xué)設(shè)計(jì)工作者，都了解國產(chǎn) OCAD 程序具有國外同類光學(xué)設(shè)計(jì)程序所沒有的光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特功能，特別是機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能更具無與倫比的明顯亮點(diǎn)。 使用OCAD 程序可以直接根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求快速輕松獲得滿意光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上再利用一定優(yōu)化設(shè)計(jì)功能即可獲得優(yōu)質(zhì)的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成果。 AU$<W"%R  
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在以往的版本里設(shè)計(jì)一款連續(xù)變焦（ZOOM）系統(tǒng)多是利用典型的物象交換原則首先讓變焦組在系統(tǒng)變焦兩端（最小焦距和最大焦距）處像面位置重合，再由補(bǔ)償組獲得整個變焦全過程補(bǔ)償像面位移。這種設(shè)計(jì)起點(diǎn)被稱做“物象交換原則”，此外在補(bǔ)償組補(bǔ)償過程中，讓變焦組最大 &0*7]Wo*  
像面位移量與補(bǔ)償組最大像面位移補(bǔ)償量重合，然后過度到補(bǔ)償二次曲線的另一求解點(diǎn)，補(bǔ)償組無需往返運(yùn)動的補(bǔ)償模式，通常叫“自動換根法”。采取自動換根法補(bǔ)償不僅避開了凸輪曲線的“拐點(diǎn)”而且高效率的提高了系統(tǒng)變焦效率。 yac4\%ze  
然而，任何事情也都是有利有弊。采用物象交換原則在求解時比較方便，變焦組的像面位移量一般較小但不是最小。由于采用物象交換原則時，物距和像距變化都是以像面位移極值點(diǎn)，即物距等于像距等于二倍焦距處為變焦位移對稱點(diǎn)，但此時對于物象放大率而言并非對稱，也即變焦效率不對稱。為此引起變焦組及補(bǔ)償組的位移量加大從而加大光學(xué)系統(tǒng)筒長。對于有些要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較緊湊的系統(tǒng)可能就不是最佳解。此時為壓縮系統(tǒng)筒長就需要采用非物象交換原則的變焦結(jié)構(gòu)以滿足其特殊需要。當(dāng)然也可以反之，利用非物象交換原則拉大系統(tǒng)筒長，降低變焦效率減輕像差平衡負(fù)擔(dān)，以求簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)獲得高質(zhì)量成像系統(tǒng)。如下所例，對于同樣設(shè)計(jì)指標(biāo)，采用物象交換原則時系統(tǒng)總長為 270.6mm，而使用不同非物象交換原則的實(shí)際結(jié)果可以是 341.5mm和 205.2mm 兩種不同筒長數(shù)據(jù)。 p=XEMVqm  
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對于補(bǔ)償組在補(bǔ)償過程是否選擇自動換根，也是各有利弊，面對不同要求也會有不同選擇。單就自動換根而言，確實(shí)有利于提高變焦效率，因?yàn)樵谧詣訐Q根的整個過程補(bǔ)償組始終與變焦組反向運(yùn)動，對變焦系統(tǒng)焦距變化速率最高。但自動換根的前提必須要求在變焦過程變焦組與補(bǔ)償組的兩個極值點(diǎn)要嚴(yán)格重合，而且此時變焦組的像面位移量與補(bǔ)償組的像面補(bǔ)償量嚴(yán)格相對，否則或出現(xiàn)該點(diǎn)的補(bǔ)償跳動。為此不僅在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段要有精確計(jì)算保證，在加工制造時也要嚴(yán)格控制加工誤差， 確保系統(tǒng)變焦組和補(bǔ)償組的焦距值以及之間空氣間隔嚴(yán)格控制在公差范圍內(nèi)。為此帶來加工成本。當(dāng)然不使用自動換根的變焦系統(tǒng)會有補(bǔ)償曲線的往復(fù)運(yùn)動，不僅帶來變焦效率降低，還會使得凸輪曲線產(chǎn)生拐點(diǎn)，影響運(yùn)動的平滑性。可見是否選擇自動換根，還需視不同情況靈活選用。 tf3R  
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為滿足不同客戶需求，在 2016年版的 OCAD 光學(xué)自動設(shè)計(jì)程序擴(kuò)展了使用功能，增加了物象交換原則與非物象交換原則的可選擇使用，增加了自動換根與不換根的選擇，以適應(yīng)不同客戶的需要。在 2016年版本的機(jī)械補(bǔ)償變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)界面增加了以上選擇功能。 (^
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