三组元变焦系统凸轮曲线的计算机辅助设计方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101477583A

(43)申请公布日2009.07.08

(21)申请号CN200810231479.4

(22)申请日2008.12.23

(71)申请人利达光电股份有限公司

地址474400河南省南阳市工业路508号

(72)发明人曹红曲马永珍王天洲

(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)

代理人吕爱萍

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

三组元变焦系统凸轮曲线的计算机

辅助设计方法

(57)摘要

本发明涉及一种三组元变焦系统凸

轮曲线的计算机辅助设计方法，它是在

ZEMAX光学设计软件的基础上，根据三

组元光学系统对凸轮曲线轨迹的要求，运

用高斯光学原理，借助ZEMAX的宏语言

功能，编制3－CAM－ZPL程序，通过该

程序的运行，只需输入凸轮曲线的采样点

数和第二变焦组移动轨迹的弯曲系数K，

即由3－CAM－ZPL程序自动对K值的取

值范围及其取值量进行判定和比较分析，

通过调整采样点数和K值，即可得到最理

想的凸轮曲线设计图形。该方法可以根据

凸轮曲线的设计数据，自动生成图形并予

以显示，使得设计效果直观，修改方便，

并大大提高凸轮曲线的设计速度和凸轮产

品的性能，缩短产品的开发周期，降低设

计成本。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1、一种三组元变焦系统凸轮曲线的计算机辅助设计方法，其特征在于：该方法是

按以下步骤进行：

第一步：在辅助设计中使用的计算机上安装ZEMAX光学设计软件；

第二步：在ZEMAX光学设计软件平台上，根据三组元光学系统对凸轮曲线轨迹

的要求，运用高斯光学原理，借助ZEMAX的宏语言功能，编制3-CAM-ZPL程序。

第三步：调入三组元光学系统设计文件，运行3-CAM.ZPL程序，分析三组元光学

系统各个变焦组的分布情况；

第四步：输入采样点数，由3-CAM.ZPL程序，进行光学系统过渡参数的计算；

第五步：按照K＝0、Kgt;0、Klt;0分别取值输入第二变焦组的弯曲系数K，由

3-CAM.ZPL程序计算变焦凸轮曲线数据，并对三组设计数据进行比较，选定其中

一个K值；

第六步：由3-CAM.ZPL程序自动判断各个变焦组在移动过程中是否发生交错，并

输出提示信息，如果出现交错，说明对第二变焦组给定的K值太大，曲线弯曲过

于严重，减小K的绝对值予以调整，重复判断——调整，至无交错现象为止，即

得出一组凸轮曲线数据。

第七步：根据凸轮曲线的设计数据，自动生成图形并予以显示，打印凸轮曲线数据

和图形，即完成凸轮曲线的设计。

说明书

技术领域

本发明属于计算机辅助设计技术领域，特别是用于光学变焦系统的一种三组元变焦

系统凸轮曲线的计算机辅助设计方法。

背景技术

随着变焦光学系统性能要求的不断提高，对变焦系统及与之配合的凸轮曲线的设计

和加工也提出了越来越高的要求。而变焦系统凸轮曲线设计是变焦系统后期设计过

程中十分重要的一环，曲线设计的好坏直接关系到系统像面的稳定程度。一个像差

设计优良的变焦系统必须依靠性能稳定的凸轮曲线设计作保证。由于传统的变焦系

统凸轮和凸轮曲线的设计是在几个焦距位置校完像差后，用插值法粗略计算凸轮曲

线槽的各点数据，不仅计算烦琐复杂，且仍然存在一定量的像面漂移，同时对凸轮

曲线的拐点位置也要作细致的验算，甚至要依靠经验值进行校验和加工，以保证曲

线的平滑过渡。另外，系统的像差设计和凸轮设计是分阶段进行，不能很好的融合