打入式斷續變焦系統還(hái)分為(wèi)一次性打入式斷續變焦系統和(hé)多(duō)重轉換式斷續變焦系統兩種。一次性打入式斷續變焦系統隻有(yǒu)打入或打出兩個(gè)變焦倍率。多(duō)重轉換式斷續變焦系統可(kě)以通(tōng)過多(duō)組可(kě)打入組分輪番打入（打出）獲得(de)多(duō)個(gè)變焦倍率。
1. 一次性打入式斷續變焦系統設計(jì)
打入（出）型斷續變焦系統結構比較簡單，在不需要連續變焦時(shí)一般采用這種結構形式。在活動組打出時(shí)使用固定組，系統焦點位置穩定，瞄準精度高(gāo)。打入（出）型變焦系統的活動組可(kě)以在前，相當于一個(gè)望遠系統，便于設計(jì)，但(dàn)系統結構尺寸長。另一種是活動組在後，位于會(huì)聚光路中，設計(jì)時(shí)要确保像面位置不變，對系統結構精度要求高(gāo)。
為(wèi)了保證系統像面位置不變，活動組都由兩個(gè)組分組成，其中一個(gè)是負組分，另一個(gè)為(wèi)正組分構成。在變焦過程中，整個(gè)活動組一起打入（出）以改變系統焦距。一般情況下，整個(gè)活動組固聯在一起運動，但(dàn)有(yǒu)時(shí)出于結構的需要，比如中間(jiān)插入有(yǒu)反射棱鏡，活動組的兩部分分别在反射棱鏡的一前一後排列也可(kě)以。
A) 會(huì)聚光路中打入型變焦系統設計(jì)
打入式斷續變焦光學系統的固定組就是一般定焦系統的物鏡，需要獨立矯正像差。活動組一般由正負兩組透鏡組成。在變焦過程中一般遵循系統相對孔徑不變原則。在分配活動組兩組透鏡的焦距時(shí)有(yǒu)兩種求解方法，一種是根據前活動組位置及後組位置先求出光線M1M2，很(hěn)容易得(de)到兩組份焦距值；
圖1.會(huì)聚光路中打入式工作(zuò)原理(lǐ)圖（一）
另一方法保持兩組之間(jiān)光線平行(xíng)光軸，有(yǒu)了前組距離求得(de)光線投射高(gāo)度M1，M2=M1，這兩組的焦距也不難求解，計(jì)算(suàn)方法簡單。
圖2.會(huì)聚光路中打入式工作(zuò)原理(lǐ)圖（二）
打入式斷續變焦光學系統的設計(jì)界面如下圖所示。圖中上(shàng)半部分是物鏡的基本部分，也是相對小(xiǎo)視(shì)場(chǎng)，下半部分是可(kě)以在系統內(nèi)打入打出的一個(gè)活動部分。打入後系統像面位置及像面大(dà)小(xiǎo)應該保持不變用以擴大(dà)物方視(shì)場(chǎng)範圍。
圖3.會(huì)聚光路中打入式自動設計(jì)程序界面
設計(jì)時(shí)在界面上(shàng)填寫相關設計(jì)要求以及各組元之間(jiān)主面間(jiān)隔，程序會(huì)自動求解打入部分各組元焦距值以及其他外形尺寸數(shù)據，繪制(zhì)結構示意圖。圖中上(shàng)半部分是打入前的原物鏡結構，下半部分為(wèi)打入後的系統結構。接着執行(xíng)“下一步”程序顯示系統各組元焦距值、通(tōng)光孔徑以及各組元間(jiān)主面間(jiān)隔數(shù)據。
圖4.會(huì)聚光路中打入式自動設計(jì)程序界面
繼續點擊“下一步”，就可(kě)以進入系統初始結構自動設計(jì)階段。此時(shí)可(kě)以利用設計(jì)窗口內(nèi)下部表格內(nèi)的“選擇”欄內(nèi)選擇設計(jì)哪一組鏡頭。選擇後界面自動出現“透鏡單元結構設計(jì)”窗口進行(xíng)設計(jì)。設計(jì)完畢在表格內(nèi)點擊“保存”，将會(huì)自動完成該組設計(jì)。
圖5.會(huì)聚光路中打入式自動設計(jì)程序界面
按以上(shàng)方法依次操作(zuò)即可(kě)完成所有(yǒu)組元結構設計(jì)。完成之後，再按“下一步”，可(kě)以完成整個(gè)系統的初始結構設計(jì)。
圖6.會(huì)聚光路中打入式自動設計(jì)結構示意圖
系統的初始結構設計(jì)數(shù)據如下。
圖7.會(huì)聚光路中打入式自動設計(jì)結構系統數(shù)據
B) 平行(xíng)光路中打入型變焦系統設計(jì)
正如上(shàng)面所說，有(yǒu)些(xiē)光學系統出于結構需要，可(kě)能在物鏡後面塞得(de)很(hěn)滿沒有(yǒu)空(kōng)間(jiān)安排打入式變焦活動組，此時(shí)可(kě)以在物鏡（變焦固定組）前安排活動組。前置的變焦活動組應該是一個(gè)望遠系統，也分為(wèi)前後兩個(gè)單元。根據變焦倍率以及兩組分間(jiān)的空(kōng)氣間(jiān)隔，兩組分的焦距分配關系如下。式中 f1及 f2分别表示前後兩組焦距值，m為(wèi)變焦倍率，d為(wèi)兩組分間(jiān)間(jiān)隔。
以上(shàng)間(jiān)隔均由程序自動完成。在OCAD設計(jì)窗口內(nèi)有(yǒu)“會(huì)聚光路內(nèi)打入”和(hé)“平行(xíng)光路內(nèi)打入”的兩種選擇。在選擇“平行(xíng)光路內(nèi)打入”後，設計(jì)界面如圖所示。界面內(nèi)也有(yǒu)是否單組打入和(hé)兩組分間(jiān)隔打入的選擇。和(hé)以往一樣操作(zuò)方法即可(kě)自動設計(jì)出所要求的初始結構參數(shù)。設計(jì)出帶反射棱鏡的和(hé)不帶反射棱鏡的設計(jì)結果光學系統示意圖如下圖所示。
圖8.平行(xíng)光路中單變焦組打入式自動設計(jì)界面
圖9.平行(xíng)光路中單變焦組打入式自動設計(jì)結果結構示意圖
2. 多(duō)重轉換式斷續變焦系統設計(jì)
多(duō)組轉換型變焦系統可(kě)以實現多(duō)檔斷續變焦。設計(jì)時(shí)同時(shí)設計(jì)多(duō)重可(kě)打入活動組，在打入時(shí)随意轉換。多(duō)組轉換型的活動組可(kě)以放置在會(huì)聚光路中也可(kě)以在平行(xíng)光路中。選擇在平行(xíng)光路中，可(kě)利用活動組的無焦性來(lái)回倒置獲得(de)放大(dà)縮小(xiǎo)兩種不同變焦效果。
圖10.多(duō)組轉換型變焦系統結構示意圖
圖11.多(duō)組轉換型變焦系統結構展開(kāi)示意圖
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