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phoenixzqy 2014-04-23 22:10

变焦曲线的编程计算及升力角调整

变焦曲线的设计及升力角的调整,均应该由光学设计师来完成,而不是交给机械设计师,为难机械设计师。 DM.lQ0xk  
&H(yLd[  
有朋友看到日本人的光学设计图纸,有手动计算的变倍曲线,叹为观止。 p [O6  
j!;LN)s@?  
其实,手动计算很简单,只不过我们用软件太多,把光学的基础知识都给忘掉了。(这就像人类是猴子的时候,爬树都很厉害。现在看到有人徒手上树摘椰子,觉得很厉害,其实人类先前,谁爬树都很厉害。)   做设计都用软件,做变倍曲线用插值、优化,提高mtf用操作数硬拉的方法。 插值那个方法还不错,硬拉mtf这个,就很不好了。光学系统没有那样的能力,硬拉是没有用的。 !(s n9z#  
=Q#I@SVp2$  
很多做变倍曲线,都采用在软件里差值的办法。我公司一同事早几年参加过北理某老师的培训,也这么讲的。插值,让软件优化。我做事比较偷懒,做什么都想找到快捷的方法。因此,在做变倍曲线的时候,查了一些资料,写了计算的一个小程序,这样调整升力角方便一些,尤其是一些镜片移动距离过长的。 _vQ52H,  
Kg@'mG  
首先,要有一个已经校正好的变倍系统。 qY_qS=H^  
J0G@]H  
(1)实际透镜转换到理想透镜之后,将变倍组、补偿组、固定组等透镜组,转换成理想透镜;转换成理想透镜之后,可以根据 变焦系统的高斯解分析方法, 把各理想透镜之间的间距计算出来。 ]5!3|UYS  
实际透镜到理想透镜的转换,需要用到主平面的知识。这些都是《工程光学》、《应用光学》里老生常谈的问题了。可能现在大家用软件多了,都不太注意这些知识了。其实想要把软件使用好,发挥最大的功能,很多时候,数学知识和光学知识就显得非常重要了。 8`=?_zF  
gY}In+S  
(2)变焦系统高斯解的分析方法变焦系统高斯解的分析方法,可参看《变焦光学系统设计》。我在这里简单说一下:一个透镜焦距为f,如果物象不在透镜的同一侧,那么,如果物和像距离小于4f,那么这个透镜是补偿不了这样的一段光路;如果距离大于4f,那么透镜有两个补偿的位置,计算曲线时,选取和变倍组放大倍率变化趋势相同的那个解。 @SQsEq+A?\  
'uPAG;)m  
(3)理想透镜间隔转化到实际间隔这一步是第一步的反过程。 x`CjFaE~F  
求出各理想透镜之间间距之后,剩下的就是转化到实际透镜了。 :uL<UD,vu3  
}nx)|J*p  
(4)升力角的调整以两组元为例,如果一个是以直线运动的话,另一个的运动是按照二次曲线来的。势必造成一端升力角大,一端升力角小。 sEhvx +(  
我们可以调整直线运动的那个组元,让他的移动也是曲线,我们可以设定其运动曲线,让其升力角小的那一端,配合另一组元升力角大的那端,从而降低扭转时需要的力。 g` rr3jP  
   F^ q{[Z  
大概就这么多吧。其实就是根据近轴光学,求出主平面,转换成变焦系统的方程组,然后解几个方程,再变换回实际系统。 HB07 n4 |  
用到的数学知识、光学知识都非常简单。 PK\ZRl  
}$6L]   
2014年5月07-09,成像光学设计培训班(上海);5月16-18照明光学设计培训班(上海);开始报名了!!! vEv kC  
QQ:156077988  Email:phoenixzqy@163.com
phoenixzqy 2014-04-23 22:10
欢迎交流。。。
phoenixzqy 2014-04-24 10:57
知识点都很简单。 IUMv{2C  
用到一块效果就不一样了。
94131235 2014-04-24 11:14
很赞同楼主说的 其实光学知识还是要深入研究的 软件只是一个工具 正像老前辈们说的,再好的光学软件也不会帮你设计出好的镜头来 还是要看光学设计师理论的扎实度以及更“智慧”的运用软件。 $H:!3 -/  
个人愚见....
phoenixzqy 2014-04-24 13:40
94131235:很赞同楼主说的 其实光学知识还是要深入研究的 软件只是一个工具 正像老前辈们说的,再好的光学软件也不会帮你设计出好的镜头来 还是要看光学设计师理论的扎实度以及更“智慧”的运用软件。 c *KE3:  
个人愚见.... (2014-04-24 11:14)  9a`Lr B  
QM,#:m1o  
你说的很好。 *l5?_tF  
C'R9Nn'  
亚利桑那大学的光学设计书籍,第一页就说:软件没有办法设计出一个合理的透镜。软件只是一些固定、机械的算法的集成,一个符合要求的设计的灵感,来自设计师。
每次23456 2014-04-24 22:46
这些其实看似简单,实际操作起来还是有些麻烦的
phoenixzqy 2014-04-25 12:31
每次23456:这些其实看似简单,实际操作起来还是有些麻烦的 (2014-04-24 22:46)  t:wBh'K~R8  
i{$-[*WHiV  
还好了,只是比较繁琐,要注意一下细节。
光机学子 2014-04-27 22:03
有同感,变焦曲线的变倍组只是给了你长焦和短焦点,你要以何种方式连接这两个点,就是一件很有意思的事了,以直线、曲线的方式连接,保证平滑即可!   大变倍比的曲线尤其  需要曲线的拟合!
star17111 2014-04-28 09:48
确实是,一个教授说过,现在很多人不应该叫做光学设计师,应该叫光学计算师,都是单纯的使用软件计算,没能更多的加入设计师的思想
phoenixzqy 2014-04-29 20:44
光机学子:有同感,变焦曲线的变倍组只是给了你长焦和短焦点,你要以何种方式连接这两个点,就是一件很有意思的事了,以直线、曲线的方式连接,保证平滑即可!   大变倍比的曲线尤其  需要曲线的拟合! (2014-04-27 22:03)  Kq[4I[+R  
gnJ8tuS  
是的。你说的很对。 \'~ E%=Q  
Zn9tG:V  
另外,用数学表达式计算出来的点,做出来的,比插值方法的平滑。 : UeK0  
因为曲线方程式处处可导的。有时候插值获得的曲线,拧的时候,有不顺畅的地方。
phoenixzqy 2014-04-29 20:46
star17111:确实是,一个教授说过,现在很多人不应该叫做光学设计师,应该叫光学计算师,都是单纯的使用软件计算,没能更多的加入设计师的思想 (2014-04-28 09:48)  * zp tbZ  
Z:9Q~}x8  
光学设计的基本原理、技巧,是非常重要的。 ?=&; A  
掌握了这些之后,才会慢慢发现光学设计的乐趣,运用技巧,让光学系统达到所需要求。 6+$2rS$1V  
只去用软件,太枯燥了,也搞不出好的设计。
phoenixzqy 2014-04-29 20:50
star17111:确实是,一个教授说过,现在很多人不应该叫做光学设计师,应该叫光学计算师,都是单纯的使用软件计算,没能更多的加入设计师的思想 (2014-04-28 09:48)  ?L }>9$"  
W_B=}lP@x  
特别是有时候,光学系统细微的调整一下像差,手动的指向性更明确、更快速。 5e7YM@ng  
X9| Z ?jJ  
有些时候,玻璃的选择非常重要,这个我觉得目前软件这方面做得还不太好,需要设计师来分析,或者按经验修改。 ?TA7i b_  
]q"&V\b  
比如经典的三片镜,压缩或扩展三片镜长度的话,V值的选取就非常重要了。 [-\Y?3  
长度又关系到视场角和F数。  很多时候,都需要设计师发挥自己设计能力,而不是靠软件优化。
蕴藉之身 2014-04-30 09:33
最简单的曲线设计,也是目前用的最多的,莫过于计算出多个点,然后插值成一条平滑曲线。 TO Hz3=  
其实严格来说这不能算是连续变倍,属于多档变倍了。
phoenixzqy 2014-04-30 18:35
欢迎交流。。。
guapiqlh 2014-05-16 10:20
每次23456:这些其实看似简单,实际操作起来还是有些麻烦的 (2014-04-24 22:46)  v:SHaUS  
+nR("Il  
发帖的楼主手里有编好的宏程序,哈哈
linlin911911 2014-05-17 08:13
也不清楚楼主那个宏质量如何
yazhuge 2014-05-17 08:55
赶紧写个程序,别被我抢先了哈,前段时间恰好弄了一个升角优化的产品,试验已经成功了,最近没多少空写这个程序,有时间了我会写出来的,哈哈。
phoenixzqy 2014-05-17 20:59
linlin911911:也不清楚楼主那个宏质量如何 (2014-05-17 08:13)  ?e-rwaW  
(&m1*  
我这个不是宏。 Y#lAG@$  
是matlab写的程序,已经用了好几年了。
phoenixzqy 2014-05-17 21:00
yazhuge:赶紧写个程序,别被我抢先了哈,前段时间恰好弄了一个升角优化的产品,试验已经成功了,最近没多少空写这个程序,有时间了我会写出来的,哈哈。 (2014-05-17 08:55)  _6FDuCVD-  
Iy5W/QK6  
我这个程序很多朋友都有了。 Yp m*or  
J'cE@(US  
程序我就不在论坛里发了。 .*k!Zl*  
FIn)O-<  
哈哈 看你的了!
guapiqlh 2014-05-30 09:18
phoenixzqy:我这个不是宏。 A%M&{S'+|X  
是matlab写的程序,已经用了好几年了。 (2014-05-17 20:59)  6 ud<B  
xcIZ'V  
从yazhuge原来上传的那个简单程序来看,他写出来的宏应该是比matlab程序做出来的好用的,也会更准确
phoenixzqy 2014-05-30 09:27
guapiqlh:从yazhuge原来上传的那个简单程序来看,他写出来的宏应该是比matlab程序做出来的好用的,也会更准确 (2014-05-30 09:18)  0Rk'sEX,  
+ow ^xiD  
那个我没看过。 K6oX nz}  
{:FITF3o  
用哪个都一样,只要能解决问题。 u!`C:C'  
GRV9s9^  
过一段去北京,让他给我讲讲。我还没看呢。
phoenixzqy 2014-05-30 09:34
guapiqlh:从yazhuge原来上传的那个简单程序来看,他写出来的宏应该是比matlab程序做出来的好用的,也会更准确 (2014-05-30 09:18)  "qm>z@K  
bgK(l d`  
哪个更方便我不敢说。 VfcQibm  
66Xt=US  
我这个肯定是准确的。已经用了几年了。
guapiqlh 2014-05-30 09:34
phoenixzqy:我这个程序很多朋友都有了。 &zcj U+n  
程序我就不在论坛里发了。 uP]o39b;V  
....... (2014-05-17 21:00)  fO>~V1  
Z5[:Zf?h7J  
我也想要一份!!!
phoenixzqy 2014-05-30 09:37
guapiqlh:我也想要一份!!! (2014-05-30 09:34)  _lv:"/3R  
'2$!thm  
我这个是二组元的。可能不太适合你那边用吧。 hyfnIb@~}  
=L),V~b  
其实就是解个一元二次方程。然后从两个根里,选取适当的根。 S!W/K!wf  
rOb"S*  
原理都很简单。
phoenixzqy 2014-05-30 09:38
guapiqlh:我也想要一份!!! (2014-05-30 09:34)  Iei7!KLW  
Sja{$zL+W  
那些拿到的,也是一个简单的演示的程序。主要是让他们学一下怎么计算变倍曲线。
guapiqlh 2014-05-30 09:40
phoenixzqy:我这个是二组元的。可能不太适合你那边用吧。 d]7|v r]  
其实就是解个一元二次方程。然后从两个根里,选取适当的根。 Y0PGT5].@'  
....... (2014-05-30 09:37)  iL0jpa<}  
LGo2^Xx  
我主要想学一下matlab编程的思路以及数据处理,程序我是不用的,我们自己有编
phoenixzqy 2014-05-30 09:53
guapiqlh:我主要想学一下matlab编程的思路以及数据处理,程序我是不用的,我们自己有编 (2014-05-30 09:40)  (px*R~}  
1z~k1usRK  
变倍组移动之后,补偿组要跟着移动。变倍组位置确定之后,一般补偿组有两个位置可以补偿。不过只能选其中一个。 }rz dm9  
p-5P as  
也就是说,补偿组的位置,其实是被变倍组决定了的。 `E3:;|  
T!l mO?Q  
因此,可以通过调整变倍组的移动线路,来调整补偿组的移动线路。通过配合,就可以达到调整升力角的目的。 (O8,zqP9l  
87^:<\pp  
很多在计算变倍曲线时,都是将变倍组移动做成斜线。在调整升力角的时候。做成弯的就行了。斜率是逐渐变化的。
guapiqlh 2014-06-04 11:16
phoenixzqy:变倍组移动之后,补偿组要跟着移动。变倍组位置确定之后,一般补偿组有两个位置可以补偿。不过只能选其中一个。 kr^0% A  
也就是说,补偿组的位置,其实是被变倍组决定了的。 5B%w]n  
....... (2014-05-30 09:53)  y k?SD1hj  
%fHH{60  
做过变焦曲线计算的人,有几个不知道你说的这些道理?
phoenixzqy 2014-06-04 12:10
guapiqlh:做过变焦曲线计算的人,有几个不知道你说的这些道理? (2014-06-04 11:16)  a~,Kz\Tt  
fTcY"A,2  
那你还想知道什么呢? ?H`j>]%&  
gSb,s [p&+  
matlab只是一个计算数据的工具,可以把它当成计算器。 $(3uOsy   
^}J<)}Q  
最重要的部分,就是上面说的简单的光学原理。 / $_M@>  
[,rn3CA  
帖子里把步骤已经说的很清楚了。
coollwl 2014-10-04 11:17
看来楼主是一个肯钻研的人!值得学习。
phoenixzqy 2014-10-07 21:29
coollwl:看来楼主是一个肯钻研的人!值得学习。 (2014-10-04 11:17)  GJ,a RI  
nR[^|CAR  
这些其实都是如何运用基本原理的问题。 R 5(F)abi  
很多时候我们学了很多知识,却不知道如何去解决实际问题。 oxzq!U  
常交流!
blizzardpl 2014-10-08 11:50
所謂設計就是需要一些靈感的吧,不是每個人都能成為設計師的,俺也是初學者,希望與大家一起共勉,共同提高。 Bm/YgQi  
xaW{I7FfG  
俺的看法,理論不需要太深入,最討厭看公式什麽的了,上學的時候就對這些東西不屑,也只能說是弱項吧。套公式的東西交給軟件或者計算機。 izuF !9  
r4Q|5kT*i  
理論和實際結合的問題,再從別人的作品上找到優秀的地方。剩下的靠運氣,悟性,以及那1%的靈感吧。
phoenixzqy 2014-10-12 11:34
blizzardpl:所謂設計就是需要一些靈感的吧,不是每個人都能成為設計師的,俺也是初學者,希望與大家一起共勉,共同提高。 D1T@R)j  
俺的看法,理論不需要太深入,最討厭看公式什麽的了,上學的時候就對這些東西不屑,也只能說是弱項吧。套公式的東西交給軟件或者計算機。 3yO=S0`  
理論和實際結合的問題,再從 .. (2014-10-08 11:50)  VaLs`q&3>  
qoX@@xr1  
公式要图表化。 3z8C  
可视化。 ]?LB?:6  
#wR;|pN  
有软件之后,没必要再按照公式自己手动计算了。 8e2?tmWM  
#Dy?GB08  
这样,设计师也从繁琐的计算中解放出来了,更容易发挥自己思路和灵感。
luxppp889 2016-06-22 19:55
支持下
ds1234567 2016-06-27 06:57
这是一篇总结,应当尊重别人的劳动,。只有老师可以答疑解惑。 A[N{  
3iNkoBCg  
F5T3E?_  
phoenixzqy 2016-08-19 11:01
常交流。。。
爱钓鱼的仙道 2016-08-19 13:38
在理想透镜组都计算好数据之后,转换成实际的就得用pw的方法把,那个好复杂啊,,,看起来能懂,但是不好用啊~~
phoenixzqy 2016-09-03 11:45
爱钓鱼的仙道:在理想透镜组都计算好数据之后,转换成实际的就得用pw的方法把,那个好复杂啊,,,看起来能懂,但是不好用啊~~ (2016-08-19 13:38)  i b6^x:HGU  
uKr1Z2  
计算变焦曲线不用PWC。
江氏哥 2016-10-23 20:02
老师,横坐标为移动组位置点,每个移动位置点做对应的纵坐标是什么?焦距?感觉横坐标 的位置点对应的纵坐标值很盲目,大小不知怎么给,如果要拟合曲线的话,刚开始纵坐标的赋值很重要
sunon 2017-01-09 19:36
看得有些头绪了 W&Y"K)`  
光强 2017-02-11 21:59
知识点都很简单。 \E1U@6a  
用到一块效果就不一样了。
bmw0501 2017-08-18 17:35
谢谢张老师
lazygoat 2017-08-26 20:49
还是要多学习基础知识才行
yinge丶 2018-05-20 16:25
觉得光学设计,就是考验数学能力
yinge丶 2018-06-06 09:50
看见有些文献是把变倍组运动整成二次曲线,来优化升力角,有些是选取什么复合曲线,但是我很怀疑这是不是一个最优值,而且升力角感觉也和凸轮半径和凸轮转的角度有关,那到底怎么优化这个曲线呢
lzhdear 2018-06-20 11:44
谢谢分享了,学习 u^W2UE\  
wmh1985 2019-04-03 09:46
楼主,有MACROS可以分享一下!
phoenixzqy 2020-05-02 11:47
yinge丶:看见有些文献是把变倍组运动整成二次曲线,来优化升力角,有些是选取什么复合曲线,但是我很怀疑这是不是一个最优值,而且升力角感觉也和凸轮半径和凸轮转的角度有关,那到底怎么优化这个曲线呢[表情]  (2018-06-06 09:50)  ~3h-jK?  
JWP*>\P  
计算出压力角之后,持续调整曲线,直到各焦段力度相差不大为止。
phoenixzqy 2020-05-02 11:48
wmh1985:楼主,有MACROS可以分享一下! (2019-04-03 09:46)  H%f:K2  
lVH<lp_ZtK  
我使用matlab写的,没有用宏语言。
codev1502 2020-11-11 13:19
受教了
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