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      OCAD是一款國(guó)產(chǎn)的全中文的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件包，希望大家能多多支持和了解。 .1{:Q1"S  
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    OCAD--國(guó)產(chǎn)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件包 R
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        變焦系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能 Byh!Snoe  
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        OCAD可以計(jì)算各類(lèi)連續(xù)或斷續(xù)變焦距光學(xué)系統(tǒng)。其中包括光學(xué)補(bǔ)償式連續(xù)變焦﹑機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦﹑打入打出式斷續(xù)變焦以及反射鏡掃瞄式連續(xù)變焦等光學(xué)系統(tǒng)。 #bS}?fj  
對(duì)變焦距系統(tǒng)，可以在整個(gè)變焦過(guò)程中全程自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)；光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖以及各種像差曲線均以動(dòng)畫(huà)式顯示，可以形象直觀地看到在整個(gè)變焦過(guò)程中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和像差曲線的變化情況；對(duì)機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)各變焦活動(dòng)組運(yùn)動(dòng)的曲線套筒（凸輪）可以自動(dòng)計(jì)算出可直接用以加工的凸輪坐標(biāo)曲線，根據(jù)需要還可對(duì)凸輪曲線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在計(jì)算三組元機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，只要變焦組運(yùn)動(dòng)范圍以及需計(jì)算各變焦距的位置數(shù)即可自動(dòng)完成變焦過(guò)程的全部計(jì)算，不必輸入各變焦位置的可變間隔數(shù)據(jù)。 R_=fH\c;  
        OCAD提供了三組元機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能。自動(dòng)分配各變焦組元及固定組的光焦度以及其光學(xué)間隔的自動(dòng)計(jì)算；可根據(jù)高斯光學(xué)理論自動(dòng)計(jì)算各組元的P、W值，從而獲得光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)。在自動(dòng)優(yōu)化過(guò)程中，可以把各變焦位置的可控像差的算術(shù)平均值及其均方差以及各組元光焦度同時(shí)作為優(yōu)化目標(biāo)值進(jìn)行控制，以保證光學(xué)系統(tǒng)的高斯解及系統(tǒng)像質(zhì)的一致性；軟件包可以根據(jù)變焦曲線套筒的直徑及要求的最大轉(zhuǎn)角計(jì)算曲線套筒的曲線坐標(biāo)值，直接提供加工數(shù)據(jù)。還可以根據(jù)曲線升角要求調(diào)整曲線升角大小等如圖所示。 EeQ2\'t  
                                  

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連續(xù)變焦系統(tǒng)凸輪曲線優(yōu)化功能 +,}C
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   對(duì)于機(jī)械補(bǔ)償式連續(xù)變焦系統(tǒng)，總有一個(gè)變焦組分和一個(gè)補(bǔ)償組分分別以不同規(guī)律運(yùn)動(dòng)以保證在改變組分間隔達(dá)到連續(xù)變焦的同時(shí)自動(dòng)補(bǔ)償像面位移誤差。這兩個(gè)組分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律通常要求變焦組以線性規(guī)律移動(dòng)，而補(bǔ)償組則以非線性規(guī)律運(yùn)動(dòng)。兩組鏡頭的運(yùn)動(dòng)多是以機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。驅(qū)動(dòng)凸輪曲線的斜率（陡度）直接影響著運(yùn)動(dòng)的平滑度，陡度超過(guò)一定程度時(shí)會(huì)使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)“卡死”。凸輪曲線的陡度一方面和曲線套筒的直徑以及曲線套筒的轉(zhuǎn)動(dòng)總角度有關(guān)，另一方面還和曲線的方程以及移動(dòng)組總移動(dòng)量有關(guān)。曲線套筒的直徑受鏡筒外圓直徑約束，曲線套筒的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度也有一定限制。因此，曲線的陡度歸根結(jié)底是和曲線方程以及移動(dòng)組總移動(dòng)量有著密切關(guān)系，特別對(duì)于變焦倍率（變焦比）的系統(tǒng)因曲線陡度過(guò)大而使運(yùn)動(dòng)卡死是經(jīng)常面臨的困難。OCAD具有對(duì)凸輪曲線優(yōu)化設(shè)計(jì)的功能，把一個(gè)線性運(yùn)動(dòng)和一個(gè)非線性運(yùn)動(dòng)變成兩個(gè)非線性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，這樣可以在不改變變焦組和補(bǔ)償組相對(duì)移動(dòng)關(guān)系的前提下調(diào)整補(bǔ)償組運(yùn)動(dòng)曲線降低曲線陡度，改善使用效果。在圖4中是一個(gè)20倍連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪曲線在高倍階段斜率達(dá)到75°之高已造成運(yùn)動(dòng)卡死如圖4所示。經(jīng)OCAD對(duì)凸輪曲線進(jìn)行優(yōu)化后可以明顯改善曲線斜率，斜率最大值不超過(guò)30°，如圖5所示。明顯改善了凸輪曲線性能。經(jīng)優(yōu)化的凸輪曲線坐標(biāo)數(shù)據(jù)列于圖6，便于直接提供數(shù)控機(jī)床加工，坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)可以根據(jù)需要選擇。顯示數(shù)據(jù)還可以直接轉(zhuǎn)換成word格式文件或excel工作表格式如圖7所示 kN$L8U8f  
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圖4 優(yōu)化前凸輪曲線斜率對(duì)照 mQt?d?6  
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圖6 凸輪曲線坐標(biāo)數(shù)據(jù) cWL7gv\|  
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圖7 凸輪曲線坐標(biāo)數(shù)據(jù)的多種數(shù)據(jù)格式文件 "O{:jfq  

薄透鏡初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能 ?QXo]X;f&  
       薄透鏡是光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。在光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)任何一組光學(xué)元件的雛形都可以認(rèn)為是有最基本的薄透鏡開(kāi)始的。在光學(xué)系統(tǒng)外形尺寸計(jì)算階段首先把各組光學(xué)元件當(dāng)成薄透鏡利用高斯光學(xué)的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后通過(guò)初級(jí)像差平衡解算分配各組分P、W值，在此基礎(chǔ)上才能計(jì)算透鏡形狀系數(shù)，選擇玻璃確定表面半徑。OCAD軟件包的薄透鏡初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在分配了各組分光學(xué)元件的P、W值的要求基礎(chǔ)上，選擇玻璃材料，求解透鏡表面半徑獲得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的過(guò)程。有了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)才能進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)平衡像差。 &D~70N\L  
薄透鏡初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以根據(jù)對(duì)該組光學(xué)元件的P、W值大小確定結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度選擇單透鏡或雙膠合透鏡或單透鏡與雙膠合透鏡的組合。 /0H39]y!~  
OCAD光學(xué)軟件為求解薄透鏡初始結(jié)構(gòu)提供窗體如圖8。從圖中可以看出，根據(jù)對(duì)薄透 P9D'L{yS/x  
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圖8 薄透鏡初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的雙膠合透鏡設(shè)計(jì)窗口