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变焦镜头的优化技巧

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:接下来进行变焦镜头优化,首先是设置变量和评价函数。图7-111焦距操作数到目前为止,已经设好了变量和评价函数,接下来就可以直接优化多重结构了。为了直观描述变焦系统是使用同一组镜头,将所有透镜口径求解类型设置为“Maximum”解。到目前为止,变焦系统的优化最终完成了,相信读者对非常有用的多重组态的使用方法有了进一步的认识和理解。

变焦镜头的优化技巧

接下来进行变焦镜头优化,首先是设置变量和评价函数。

对于变量,在这个系统中分为两部分:一部分是公共变量,就是3 个组态共用这3 组双胶合透镜的变量,即透镜的曲率半径、厚度、口径在这3 种焦距状态下是相同的;另外一部分是独立变量,就是3 个组态不同的参数部分,这里就是4 个空气厚度在3 个组态下独立变化。

第7 步:优化。

记得优化前先设置变量和评价函数。打开镜头编辑器,将透镜所有曲率半径设为变量,注意不要设任何厚度为变量,如图7-108 所示。图中可以看出,“Merit Function”到了一个比较小的值了,这是一个比较好的设计了。

图7-108 曲率半径设为变量

将多重组态中的所有厚度设为变量,如图7-109 所示。

图7-109 厚度设为变量

打开评价函数编辑器,设置评价函数,如图7-110 所示。其中,“Configuration”选择“All”,表示在创建优化目标时已经考虑了3 个组态。

图7-110 默认评价函数设置

单击“OK”后,ZEMAX 将自动创建3 个组态下的目标操作数。其中,组态操作数“CONF”表示此操作数下的所有操作数作用在这一组态序号下,直到遇到新的“CONF”。在这里需要为每个组态指定焦距值,“EFFL”有效后焦是控制焦距的操作数。因此,需要在每个“CONF”下插入1 个空白操作数行,并输入“EFFL”操作数,指定焦距分别为“75、100、125”,且权重都为“1”。图7-111 为75 mm 焦距的“EFFL”操作数设置。

图7-111 焦距操作数

到目前为止,已经设好了变量和评价函数,接下来就可以直接优化多重结构了。点击优化菜单栏下的快捷优化“Optimize!”按钮,开始优化。优化完成后,可以看到评价函数值“Merit Function”减小了很多,如图7-112 所示。

图7-112 优化对话框(www.xing528.com)

第8 步:查看优化后的多重组态结构。

打开优化后的3D 视图,和初始结构一样,在图形显示设置对话框中进行设置,在同一张图上显示所有组态,并在Y 方向上有50 mm 的位移,如图7-113 所示。

图7-113 设置3D 视图显示

更新3D 视图,如图7-114 所示。从图中看到3 个组态中同一镜片口径大小却不相同,对于所有透镜口径,在不同组态下相当于在不同系统中,ZEMAX 中的元件口径是自动跟随光线变化的,也就是始终保持着最小有效口径。为了直观描述变焦系统是使用同一组镜头,将所有透镜口径求解类型设置为“Maximum”解。

图7-114 多重结构3D 视图

在镜头编辑器中,将除了光阑面外各面对应的“Semi-Diameter”的求解类型都设为“Maximum”,图7-115 显示了第1 面口径的求解设置。

图7-115 设置口径Maximum 求解

打开镜头编辑器,如图7-116 所示。

更新3D 视图,如图7-117 所示。

到目前为止,变焦系统的优化最终完成了,相信读者对非常有用的多重组态的使用方法有了进一步的认识和理解。

图7-116 镜头编辑器

图7-117 多重结构3D 视图

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