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2007-10-24 15:24 |
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转载,希望对大家有用. ">MsV/ 6}~k4;'}A 光学镜头基本结构计算机辅助设计 *=tA },`\7 来源: 作者:任志文 方俊永 刘训生 发布时间:2007-10-15 人气:92
yYrFk^ @bChJl4 y}?PyPz 一、 引言 KD]`pqN9 计算机辅助设计技术早已应用到镜头的光学设计当中,镜头的结构设计也有一些计算机辅助设计软件,但是由于结构设计的多样性或专业性强或要昂贵平台支持而使用不便。光学镜头的结构设计要求各个光学零件准确定位和合理固定,保证镜头的光学性能。对于照相物镜、显微物镜、望远物镜、目镜等大多数非变焦、光轴成直线的镜头来说,其基本结构由透镜、压圈、镜筒、隔圈组成。只要对这些结构作自动设计,就能省去许多费事的构思和繁琐的计算。以自动设计得到基本结构为基础,就不难修改成为所要求的特殊结构,例如镜筒与机壳的专用连接结构。本文介绍的光学镜头基本结构计算机辅助设计是基于广泛应用的AutoCAD平台和采用人机交互式操作,用AutoLISP语言进行参数化和模块化设计,通用性好且简单易行。 {`-AIlH( 二、 镜头结构分类 wd3OuDrU 常用光学镜头诸如望远物镜、显微物镜、照相物镜和目镜,基本结构包括四个部分:透镜、隔圈、镜筒、压圈。 Jp|eKZ 隔圈结构类型比较多,它受前后透镜直径和通光孔径的大小差别影响较大,也受其它结构要素影响。隔圈结构类型如图1所示。 承接设计项目 www.optotek.cn ]wfY<Z PXML1.r$Q 图1 |oSqy 镜筒结构大体可以分为两类:直筒式和台阶式。 :yTr:FoF 压圈的结构形式包括外螺纹压圈和内螺纹压圈,在实际应用中大多采用外螺纹压圈,因此本文仅考虑外螺纹压圈,又根据光学系统对边缘光线是否扩散和外观要求的不同,压圈可以分成三种形式。 <[w5M?n8 仅以镜筒和压圈的结构形式组合(暂考虑隔圈一种形式)就可以把镜头结构分为如图2所示的六种形式。 gYbcBb%z ouO9%)zv
图2 zF|c3ap 本文所述CAD的方法是用户根据镜筒和压圈分类的图标菜单来选择结构形式,再通过文字提示用户去决定选择何种隔圈形式。 透镜设计 www.optotek.cn %gj7KF E~VV19Bv]/ R~eLEjezm 三、 总体设计 PHJHW#sv 把镜头基本结构分成了六种类型,就可以把整个软件系统设计成六个主程序来分别完成六种类型结构的设计。首先让用户输入光学系统外形尺寸,然后选择:只画光学系统图或画六种类型中一种类型结构图。每个主程序要调用光学系统、压圈、镜筒、隔圈的子程序完成整个光学镜头装配图绘制和自动设计。软件系统框图如图3所示。 a8-V` Xk1uCVUe5 图3 :*^aSPlV 在设计程序时采用了模块化设计,一个模块实现某一特定的功能,各个模块功能不重复,相互之间共享数据资源,存在调用关系。 Jfo'iNOu 各个模块实现的功能和程序的对应关系如表1所示。 8(\J~I[^ 在本设计中我们主要采用编制下拉菜单的方法提供用户界面。建立的新菜单文件名是BIT.MNU,编辑的下拉菜单区是POP6,名称是BYSJ。 D!ASO] h<bhH=6~ 表1 gXU(0(Gq 程序名称 完成的功能 Vbe@S?u- lensdata.1sp 接收用户输入的光学系统参数并转化为一数据文件 y#8 W1%{x bit.mnu 编制下拉菜单,提供用户界面 F1BXu@~e( bysj1 设计结构类型一,其间调用len、hring1、barrel1、space1 pvb&vtp bysj2 设计结构类型二,其间调用len、hring2、barrel1、space1 光学设计 www.optotek.cn Y[_|sIy* bysj3 设计结构类型三,其间调用len、hring3、barrel1、space1 ,In%r`{i bysj4 设计结构类型四,其间调用len、hring4、barrel2、space2 jatlv/, bysj5 设计结构类型五,其间调用len、hring5、barrel2、space2 |MagK$o bysj6 设计结构类型六,其间调用len、hring6、barrel2、space2 KN"u PW len.1sp 单独按照输入参数绘制光学系统图 6b$C/ len 设计结构类型时被调用来绘制光学系统图 2 |JEGyDS- hring1 直筒式结构中用来绘制压圈形式一 dQ_4aO hring2 直筒式结构中用来绘制压圈形式二 a)c;z@r hring3 直筒式结构中用来绘制压圈形式三 fK *l?Hr hring4 台阶式结构中用来绘制压圈形式一 C`.eJF hring5 台阶式结构中用来绘制压圈形式二 u&[L!w hring6 台阶式结构中用来绘制压圈形式三 cd=|P?Bi barrel1 直筒式结构中用来绘制镜筒 A{M7 barrel2 台阶式结构中用来绘制镜筒 N%ccy?B space1 直筒式结构中用来绘制隔圈 <&g | |