隨著 2016 年的到來，OCAD 光學(xué)自動(dòng)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(dòng)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。 g>{t>B%v^K  
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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(gè)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 n%6=w9.%c  
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(dòng)的補(bǔ)償模式，通常叫“自動(dòng)換根法”。采取自動(dòng)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。 )2R]KU_=g  
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(shí)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(shí)，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(duì)稱點(diǎn)，但此時(shí)對(duì)于物象放大率而言并非對(duì)稱，也即變焦效率不對(duì)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(duì)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(shí)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(duì)于同樣設(shè)計(jì)指標(biāo)，采用物象交換原則時(shí)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)。 <SRo2rjRa  
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對(duì)于補(bǔ)償組在補(bǔ)償過程是否選擇自動(dòng)換根，也是各有利弊，面對(duì)不同要求也會(huì)有不同選擇。單就自動(dòng)換根而言，確實(shí)有利于提高變焦效率，因?yàn)樵谧詣?dòng)換根的整個(gè)過程補(bǔ)償組始終與變焦組反向運(yùn)動(dòng)，對(duì)變焦系統(tǒng)焦距變化速率最高。但自動(dòng)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(gè)極值點(diǎn)要嚴(yán)格重合，而且此時(shí)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(duì)，否則或出現(xiàn)該點(diǎn)的補(bǔ)償跳動(dòng)。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(shí)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(dòng)換根的變焦系統(tǒng)會(huì)有補(bǔ)償曲線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不僅帶來變焦效率降低，還會(huì)使得凸輪曲線產(chǎn)生拐點(diǎn)，影響運(yùn)動(dòng)的平滑性�？梢娛欠襁x擇自動(dòng)換根，還需視不同情況靈活選用。 x#t?`  
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為滿足不同客戶需求，在 2016年版的 OCAD 光學(xué)自動(dòng)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(dòng)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。 2]H?q!l!O  
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在“自動(dòng)換根”的功能下拉式菜單里可任意選擇自動(dòng)換根不換根以及線性運(yùn)動(dòng)等三種選擇。選擇線性運(yùn)動(dòng)后變焦系統(tǒng)的變焦組和補(bǔ)償組同時(shí)按直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，不使用凸輪曲線大大簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生像面位移補(bǔ)償?shù)娜焙叮�只有在變焦比較小或?qū)ο衩嫜a(bǔ)償要求不高的系統(tǒng)采用。
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