变焦小心得小体会

2020-08-04 10:47发布

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关于变焦设计的粗浅心得

目前常见的几种变焦光路有

1. 前固定组+变倍组+补偿组（正组补偿&负组补偿）+光阑+后固定组，此结构光圈全程恒定，总长可恒定

①正组补偿结构细长，M2全程为为负数，可换根。换根跟不换跟的区别是当M2经过-1X继续往绝对值大于1的方向走的时候，换根可以通过少量的移动实现快速焦距变化。

②负组补偿结构粗短，M2可正可负可无穷大，没有换根。

2. 补偿组+变倍组，此结构光圈不恒定，总长不恒定

这种结构常见于长焦焦距小于20MM以内的变焦，短焦端畸变允许大

3. 前固定组+变倍组+中间固定组+补偿组，此结构光圈不恒定，总长可恒定

此结构常用于长焦焦距比情况2的长焦焦距长，短焦端的畸变会比情况2小很多


对于情况2和3，有的公司对产品的宣传说全焦段光圈恒定，这是不可能的，他们大概率是通过变倍组物象交换原则使得长焦的光圈大小非常接近短焦的光圈大小，实际上可能M2=-1的时候光圈比长短焦小得比较多

对于变焦光路来说，光路优化可能要注意控制这几个特别点，长焦，短焦，M2=-1（如果需要换根还需控制M3=-1），M2为无穷大，具体控制哪些需要根据规格参数和选择的光路结构形式具体问题具体分析，没有统一标准。个人认为M2控制至关重要，一般来说规格中的尺寸，光圈要求差不多就决定了M2的大概方向。


关于变焦凸轮曲线

如果需要把变倍组和补偿组联动，则需要优化出凸轮结构，常见结构1；如果不需要联动则不需要优化凸轮结构，常见结构2和3。

凸轮曲线优化一般是设置纵坐标为凸轮角度，横坐标为变倍组和补偿组的相对位置，根据压力角调整曲线形状。补偿组和变倍组的相对位置可通过宏从光学软件中获得，也可以通过动态方程得到。个人倾向直接通过宏获得简单粗暴，动态方程比较麻烦需要把每个群组的主面求出来联合实际得到主面间隔，然后根据公式计算，又因为实际设计相面有的时候有离焦，需要在计算时通过相应的转换得到最终的补偿位置等等等等。。。。。

以上废话一堆，纯属个人浅薄理解，不保证正确，各位看官自行甄别；时间有限，等有空再给几个例子。不完善之处望各位大神指点。

光学课堂（呱呱）


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