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机械补偿式连续变焦光学系统,通过系统的活动组分相对固定组分沿轴向运动改变各组分之间间隔尺寸,在保证系统像面稳定不变的前提下,连续改变系统焦距。系统中,最后一个固定组前的总组分数称为该连续变焦光学系统的组分数,比如含有一个前固定组、一个变焦组、一个补偿组以及一个固定组的变焦系统被称为三组分变焦系统。为保证各活动组分在变焦过程中按设计要求移动活动组分,保证其表面间隔尺寸,一般都使用凸轮结构驱动各组分的运动,因此,凸轮曲线的设计也必然是光学设计的重要任务。 T[OI/WuK ~ ?nn(Q- 在进行凸轮曲线设计时,不仅要考虑凸轮转动时确保各活动组分之间准确的间隔尺寸,保证在变焦过程中光学系统像面的稳定,还要考虑到运动曲线的平滑性以及曲线的陡度,避免运动中的卡滞现象,当然还要考虑到凸轮加工的工艺性。 s:'>G;p ]a.e;c- 图1.变焦系统凸轮优化设计窗体 JjZB!Lg= 凸轮曲线的优化设计 ,W+=N"`a' J8\l'}?& 一般情况下,设计凸轮曲线时会把固定组后的变焦组的运动规律设计成直线,减少加工成本,但这是可能会带来补偿组的运动曲线过于弯曲,运动速率过大,甚至因运动速率过大以致影响凸轮运转过程中发涩甚至卡死。为了避免这一情况的发生,可以有意把变焦组曲线改成曲线缓解补偿组的曲线陡度,以便有效改善凸轮曲线平滑运行。 w &YUb,{Y N^B7<~ bD 图2.凸轮运动曲线及其运动速率 >A{e,& |