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OCAD 2016版新功能介绍
时间:2016-02-25 00:40来源:讯技光电作者: 技术部点击:打印
随着 2016 年的到来,OCAD 光学自动设计程序 2016 年版又为大家增添了新功能。熟悉或试用过 OCAD 光学自动设计程序的广大光学设计工作者,都了解国产 OCAD 程序具有国外同类光学设计程序所没有的光学系统初始结构设计独特功能,特别是机械补偿式连续变焦光学系统的初始结构设计功能更具无与伦比的明显亮点。 使用OCAD 程序可以直接根据设计指标要求快速轻松获得满意光学系统初始结构数据,在此基础上再利用一定优化设计功能即可获得优质的光学系统设计成果。 
 
在以往的版本里设计一款连续变焦(ZOOM)系统多是利用典型的物象交换原则首先让变焦组在系统变焦两端(最小焦距和最大焦距)处像面位置重合,再由补偿组获得整个变焦全过程补偿像面位移。这种设计起点被称做“物象交换原则”,此外在补偿组补偿过程中,让变焦组最大
像面位移量与补偿组最大像面位移补偿量重合,然后过度到补偿二次曲线的另一求解点,补偿组无需往返运动的补偿模式,通常叫“自动换根法”。采取自动换根法补偿不仅避开了凸轮曲线的“拐点”而且高效率的提高了系统变焦效率。 
然而,任何事情也都是有利有弊。采用物象交换原则在求解时比较方便,变焦组的像面位移量一般较小但不是最小。由于采用物象交换原则时,物距和像距变化都是以像面位移极值点,即物距等于像距等于二倍焦距处为变焦位移对称点,但此时对于物象放大率而言并非对称,也即变焦效率不对称。为此引起变焦组及补偿组的位移量加大从而加大光学系统筒长。对于有些要求系统结构较紧凑的系统可能就不是最佳解。此时为压缩系统筒长就需要采用非物象交换原则的变焦结构以满足其特殊需要。当然也可以反之,利用非物象交换原则拉大系统筒长,降低变焦效率减轻像差平衡负担,以求简化系统结构获得高质量成像系统。如下所例,对于同样设计指标,采用物象交换原则时系统总长为 270.6mm,而使用不同非物象交换原则的实际结果可以是 341.5mm和 205.2mm 两种不同筒长数据。 

对于补偿组在补偿过程是否选择自动换根,也是各有利弊,面对不同要求也会有不同选择。单就自动换根而言,确实有利于提高变焦效率,因为在自动换根的整个过程补偿组始终与变焦组反向运动,对变焦系统焦距变化速率最高。但自动换根的前提必须要求在变焦过程变焦组与补偿组的两个极值点要严格重合,而且此时变焦组的像面位移量与补偿组的像面补偿量严格相对,否则或出现该点的补偿跳动。为此不仅在光学系统设计阶段要有精确计算保证,在加工制造时也要严格控制加工误差, 确保系统变焦组和补偿组的焦距值以及之间空气间隔严格控制在公差范围内。为此带来加工成本。当然不使用自动换根的变焦系统会有补偿曲线的往复运动,不仅带来变焦效率降低,还会使得凸轮曲线产生拐点,影响运动的平滑性。可见是否选择自动换根,还需视不同情况灵活选用。 
 
为满足不同客户需求,在 2016年版的 OCAD 光学自动设计程序扩展了使用功能,增加了物象交换原则与非物象交换原则的可选择使用,增加了自动换根与不换根的选择,以适应不同客户的需要。在 2016年版本的机械补偿变焦系统设计的设计界面增加了以上选择功能。 

 

在“自动换根”的功能下拉式菜单里可任意选择自动换根不换根以及线性运动等三种选择。选择线性运动后变焦系统的变焦组和补偿组同时按直线运动规律运动,不使用凸轮曲线大大简化了系统结构,但同时会产生像面位移补偿的缺憾,只有在变焦比较小或对像面补偿要求不高的系统采用。 
 
在选择是否“物象交换原则”的下拉式菜单内可随意做两种选择。当选择到物象交换原则时,界面上会自动出现调整非物象交换原则非对称度的拉杆式调节指针,随意改变物象交换的非对称度,以求满足不同要求。在改变不同非对称度的同时,界面会及时显示系统变化示意图。 
 
功能增加后的其他操作与原来版本相同。 
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