请教变焦设计高手，关于高斯参数解的问题

现在在看变焦设计方面的资料，对变焦有了一些简单的了解。但是关于变焦系统设计时的高斯参数求解方面存在疑惑，想请教高手。
初始高斯参数（组元的焦距、长焦和短焦时组员间的间隔）对变焦系统性能影响很大，这也是变焦系统设计的一个很重要的问题。虽然陶纯堪老师的著作中对正组补偿和负组补偿的系统高斯参数解进行了分析，但是陶老师的方法是基于微分方程组分析得到的结果。对于多组元的变焦系统分析会比较复杂，而且不利于实现高斯参数解的智能化选取。
因此我想利用高斯括号法编程来实现智能化求解高斯参数。但是遇到了几个问题：
（1）高斯参数的限定条件如何选择？（变量太多，是否应该在参数求解前给出一些限定条件，如变焦组焦距的分布形式正负正还是正负负……）
（2）限定条件会有一些不等式方程，求解时应该如何处理？
（3）能否设计出一个可应用于任意结构，变焦组员数的变焦系统的高斯参数设计的程序？
（4）像差校正如何在程序中实现？

期待高手的解答……

yu-xuegang

2011-03-29 22:53

很好的帖子，很高兴看到这样的帖子。
对变焦系统的高斯解是为了实现3个主要目的：
第一实现满足要求的倍率
第二满足凸轮曲线平滑
第三系统的结构短小
      回答你的问题，高斯参数的限定，基本的就是组间要留有充足的间隔，不要碰撞。其次就是上面我提到的要求。至于那种结构有最优解，这个需要大量的求解和对不同系统的总结，不具有唯一性。关于一些具体求解内容和方法的处理，这个也完全取决你所采用的方法，和得到模拟结果的合理性。要看具体形式而定。肯定是可以给出一个软件包用于求解变焦光学系统的。像差校正不赞同你自己来编程完成，还是要借助于已有的成熟设计软件来实现，比较方便。至于具体的校正方法，也完全取决你的设计和结构。一般来说，长焦端校正球差和二级光谱，等等吧。希望你不断的努力，取得重大进展。
    目前我也打算做这方面的一些研究，考虑最优高斯解的一些问题。此外，因为机械凸轮上我们的机械工程师无法设计出合理的结构。促使我开始学习SolideWorks来实现凸轮的设计以及一些必要的分析工作，目前很大一部分精力花在这方面。我自己的体会是，要勇于突破，不能被目前陶的一些方法所限制，以及一些国内目前通用的方法限制。更多的借鉴摄影镜头和普通的变焦镜头的结构和变焦形式，探讨其理论高斯解形式。
    上述意见仅代表我个人意见，供参考。

rcasiodu

2011-03-30 17:17

谢谢版主的回复。我在看的大多文献只是探讨并给出了某一特定结构变焦系统的最优高斯解，如果能开发出求高斯参数解的软件包将对变焦系统的设计大有脾益。
在和我的两位老师讨论之后，他们的意见也是像差的校正比较复杂，可以只考虑球差和色差。
高斯括号法比较容易编程实现，现在初步的考虑是这样。进一步的打算是先找到一个合适的评价函数，对变焦系统专利给出的高斯解做适度扰动，通过迭代能较好的逼近初始值。评价函数的具体形式是目前面临的一个难题。我的理解是这样的，不知对不对，还望您不吝赐教！
凸轮曲线的优化也是个很重要的问题，是否求高斯解时就考虑进去，我之前没考虑过。多谢您的提醒。
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。再次表示感谢！

liguang689

2011-04-01 16:36

变焦系统的软件设计比较复杂，因为变焦种类太多了，不好好一一考虑周到，如果能做城一个覆盖全面而且操作方便的变焦软件还是意义很大的，你设计的软件想要考虑到相差校正的话估计就更难了，我感觉还是通过变焦软件把变焦系统的各组元的轨迹给弄出来，然后再通过光学设计软件来优化比较现实和简单。凸轮曲线的确也很重要，怎么能做到凸轮曲线平滑也是个问题，好像有这篇文章专门说着的，凸轮加工工艺这方面真的没有什么概念，不知道加工出来的精度到底怎样。

phoenixzqy

2011-04-03 08:28

除了理论，还是要靠经验的。变焦的凸轮实物见过吧？实际做过设计，做过产品吧？

如果你是做光学设计的，要多和做机械设计的人交流，了解变焦曲线的设计要注意的问题。
机械方面主要是升力角的问题。别设计出来了拧不动。

个人觉得，变焦曲线的合理设计是光学设计师的问题，搞机械的只是帮你加工出来。变焦曲线是否合理，靠的是光学设计者。

光学方面的就需要自己的努力和理解了，多想，多做，之后再问。

rcasiodu	2011-04-04 22:28
现在正在看最优化设计方面的资料，应该可以编程实现。就像差部分，现在先不考虑。考虑版主的建议，还是用光设软件来优化，更方面一些。

rcasiodu	2011-04-04 22:31
机械的部分我不懂，应该向跟学机械的人多交流。谢谢您的建议！

pengqian	2011-04-09 19:45
学习了，希望多些这样的讨论

kobe-2010	2011-04-11 08:54
在这里讨论的都是高手呀。

spiritwolf	2011-04-13 20:06
使用软件优化还是比较方便的

james_wong	2011-04-20 10:33
希望多些这样的讨论

yangl231	2011-04-28 09:22
按照物象共轭距不变这样一条基本原则，通过预先给定变焦组补偿组焦距，变焦曲线是可以比较容易算出来的，变焦行程短，曲线平滑是基本原则吧，由薄透镜代替高斯解，放入软件优化就好

mengmeng	2011-04-29 21:43
可以用软件优化升力角的问题，这个是光学设计的问题，尽可能的让角度过度平滑，

haddy	2011-06-16 19:50
大家讨论的这么激烈，我发三篇文章，这是第一篇，包括三部分，解压时三部分选中同时解压。 H~V=TEj K4RjGSaF 下载地址：http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-52665.html

haddy	2011-06-16 19:56
另外不知道大家有没有听说过连续变焦距光学系统设计软件OCAD啊？

kdl2002	2011-08-17 23:53
这就是纯粹的数学问题，首先确定一下设计仪器，变焦有很多，照相的，还是望远的，投影的等等，然后选择根据一起类型选择评价函数和优化方法，然后根据变量来设定偏微方程，然后求解。基本上用matlab就可以模仿一下啊。

largecliff	2011-08-30 09:10
看大家讨论如此热烈，给出的想法如此好，深受感染啊。我也在进行此类研究，希望多多交流啊。

phoenixzqy	2011-08-30 10:28
一个镜片成像后，另外一个镜片要能够将一次像面成想到二次像面上。就是说，第二片透镜要实现对第一片透镜的补偿。 Sr+1.77} m",bfZ 掌握这个原理就行了。 ihYfWG\|

侽朲☆烟	2011-09-07 07:40
好帖子

titanlizard	2011-09-15 11:33
精华帖

quanliwei	2011-11-04 17:44
学习了

leizi5416	2011-11-09 08:37
学习了~

1042127170	2012-06-16 12:12
长知识呀

jerrylee816	2012-08-04 14:08
这个难度不是一般的大

龙之传人	2012-08-07 09:59
非常感谢各位高手，可惜我插不上嘴，努力中

lake	2012-08-07 10:46
没看懂什么意思....

玲eyres	2013-03-17 09:04
看来都是变焦方面的高手了，那大家顺便帮我看看下我的毕业设计，优化过程中镜片边缘一直要扭曲，优化MF也一直降不下了，哪位高手指点下我该怎么修改吧？

姜守望	2013-03-27 14:54
哇，真是高手啊，讨论的比较高深了，学习了，谢谢！

tachyons	2013-06-07 14:26
水很深，但也要往前

刘永波	2013-06-10 15:57
hao,henhao

zxy200608	2013-06-27 17:23
学习了

道到	2013-12-24 01:59
我来来

每次23456

2013-12-24 22:41

变焦系统设计我也接触过，实际也设计过，基本都是二组员机械补偿，先要根据高斯方程确定你各个组员的间隔及焦距等数据，然后可以具体优化设计每个组分，最后的系统整体相差平衡，陶纯堪老师那本书在最后有明确说明，个人也是按照去做的，效果比较明显，最终怎么取舍经验比较重要，凸轮优化设计是由光学设计者来做的，做结构的不懂这个，凸轮设计要点就是满足多重光学系统要求，压力角尽量小，这个需要逐渐尝试的，可以编写matlab程序来实现这个，加工工艺还是很重要的

侬今葬花	2014-09-27 14:40
新手路过，发现论坛做变焦的还是高手在，初学变焦，怎样学习不至于太过于盲目，求教啊。

cmfdrum	2015-05-12 10:41
學習了~

tzpeach0502	2017-08-03 13:43
刚开始做变焦

xing1130	2021-08-18 13:43
学习仪啊

维生素橙子c	2022-05-12 08:56
学习一下，我也在考虑高斯括号法求解，看文献还是不够多啊

smartu	2024-09-10 19:23
好的！！！！！！！

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