光学镜头结构智能化设计系统

摘要：开发了光学镜头结构智能化设计系统，以黑盒构件技术为主导设计思想，采用VC++语言自主开发了光学设计软件和机械设计软件，利用AutoCAD/AutoIS系统提供的接口函数，实现光学、机械设计软件和AutoCAD/AutoIS系统的集成与链接，应用多数据库通信技术实现系统各数据表间的数据通信。通过系统自动完成的设计实例验证系统的有效性，该系统的开发实现了光学镜头结构的参数化、自动化和智能化的系统集成设计目标。

关键词：光学镜头；结构;智能化设计；系统集成

1.引言

在传统的光学镜头结构设计过程中，光学设计和机械设计是分两阶段独立进行的，由于两阶段设计分属不同的学科，以至于在二者交接过程中涉及的问题较多，造成设计更改困难和设计周期延长。随着以计算机技术为主的现代化设计手段日益发展，计算机辅助光学设计(CAOD)和计算机辅助机械设计(CAMD)软件已在各自领域得到广泛应用，但可以将二者集成在一起的光学镜头结构智能化设计软件还未有技术先例。从产品生产制造的角度出发，如何解决光学镜头结构的设计与设计、设计与工艺之间的技术通讯问题，以实现产品的智能化设计是目前光学仪器结构设计领域亟需解决的关键技术。

本文研究的光学镜头结构智能化设计系统，是应用数据库技术、专家系统等设计方法将光学设计系统与机械设计系统集成在一起的镜头结构智能化设计软件，做到了只需提供光学设计参数及性能要求，即可实现某种镜头结构的形式选取、图纸设计、加工工艺、三维显示等一系列任务，真正实现了光学镜头结构的参数化、自动化和智能化的系统集成设计目标。

2.系统工作方法及设计原理

2.1.系统工作方法

光学镜头结构设计首先由光学设计人员通过应用CAOD系统，输入光学系统初始参数，计算光学系统中各个镜面的位置，并通过计算光学系统像差，进行优化处理、像质评价等，至此完成光学设计与计算；再由机械设计人员根据光学设计要求，在CAMD系统中选取光学系统形式，并输入光学设计参数，计算绘制镜头结构零部件图；最后应用计算机辅助工艺软件(CAPP)完成工艺处理。在具体设计和绘图的过程中，可对运动部件进行干涉分析等工作，并进行必要的修改以完成整个镜头结构的图纸绘制，或生成镜头数控加工代码数据。

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6.结束语

光学镜头结构智能化设计系统应用数据库技术、专家系统等智能化设计理论和方法，采用光学与机械系统集成的结构设计的方法完成镜头结构设计，加快了设计速度，节省了人才资源,提高劳动效率，降低了成本,使光学镜头结构设计逐步形成数字化、参数化、自动化和智能化的系统集成设计目标。实际上,这种采用多数据库通信技术实现多学科、跨领域的智能化集成设计方法，不仅仅可在光学镜头的设计范围内应用，在一些光学仪器、传统的专用设备、专用仪器和仪表的设计和制造中，也将会有广泛的应用价值。