变焦曲线的编程计算及升力角的调整

phoenixzqy

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。
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。
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。
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。
首先，要有一个已经校正好的变倍系统。
（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。
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。
（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。
（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。
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。
（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。
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。
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。
用到的数学知识、光学知识都非常简单。
该贴已经同步到 phoenixzqy的微博

phoenixzqy

欢迎交流。

phoenixzqy

欢迎讨论

xpwj

写的没错，升力角的优化对直线优化的函数与方式有多种，不同的情况可以选不同的模式

phoenixzqy

xpwj 发表于 2014-5-4 22:34
写的没错，升力角的优化对直线优化的函数与方式有多种，不同的情况可以选不同的模式

常交流。。。

phoenixzqy