镜头机械结构参数化设计系统的开发

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1、光学精密工程990602光学精密工程OPTICSANDPRECISIONENGINEERING1999年第7卷第6期vol.7No.61999光学镜头机械结构参数化设计系统的开发杨劲松摘　要　介绍了一个光学镜头机械结构参数化设计系统，对系统的结构组成及功能，系统的程序设计方法作了详细论述，并通过界面编制，说明了系统的主要工作过程。该系统的实现对CAD技术在光学镜头结构设计方面的应用及高层次的研究具有理论指导意义及实用价值。关键词　光学镜头　机械结构　参数化设计　CAD中图分类号　TP391.72,TB851　　文献标识码　A文章编号　1004-924X(1999)06-000

2、6-04AParameterDesignSystemforMechanicalStructureofOpticalLensYANGJin-Song（ChangchunInstituteofOpticsandFineMechanics,ChineseAcademyofSciences，Changchun130022）Abstract　Anparameterdesignsystemformechanicalstructureofopticallensisintroduced，thesystemcompositionandprogramdesignareinterpretedind

3、etail.ThesystemprovidesguidingsenseoftheoryandpracticalvalueforfurtherdevelopmentofCADtechnologyinmechanicalstructuredesignforopticallens.KeyWords：Opticallens,Mechanicalstructure,Parameterdesignsystem,CAD(ComputerAidedDesign)1　前　言　　在国家重点推广普及CAD技术的今天，为数众多的生产、科研部门使用CAD设计软件仅限于作为一种辅助工具，相对比传统的机械

4、设计方法，只是简单地将图板换成了电子图板，还无法代替设计人员对工程项目进行分析判断。因此，真正意义上的CAD系统应该支持设计的全过程，包括设计方案的论证、设计参数的选择、绘制加工图等。在CAD技术的发展过程中，参数化技术的出现是一次重要的革命，该技术是以约束造型为核心，允许工程设计人员以参数变化的方式实现对设计结果的改动，因此非常适合于结构相似的系列化产品设计。　　本文所述光学镜头机械结构参数化设计系统，做到了只须提供光学设计参数及性能要求，即能实现某种镜头类型的结构选取，设计零部件及系统装配图等一系列任务。该系统是在现有CAD软件上开发的交互式的镜头结构设计软件，以功能模块

5、的方式外挂到PCCAD7.0上，PCCAD7.0是北京清华天河公司以AutoCADR14为支撑平台二次开发的机械万方数据file:///E

6、/qk/gxjmgc/gxjm99/gxjm9906/990602.htm（第1／5页）2010-3-2220:49:49光学精密工程990602设计软件包，具有良好的工作界面以及强大的绘图与图形编辑功能，可通过标准或专用的数据格式与其它CAD系统进行数据交换。2　系统组成及功能　　光学镜头机械结构参数化设计系统的主要功能是：输入光学系统初始结构经优化及像质评价而得到的与结构设计有关的光学参数，并由设计人员多年积累的经验而提取的镜头结构模

7、型化公式处理，实现了对镜头结构零部件的参数化设计，随着光学设计参数的不同，可得到形状相同,但尺寸不同的光学镜头结构。　　系统结构组成及功能如图1所示，系统由相互独立的三个程序模块组成：1．变焦距镜头机械结构参数化设计模块；2．定焦距镜头机械结构参数化设计模块；3．激光刻字机投影物镜机械结构参数化设计模块。三个模块具有相同的功能，主要功能包括：Fig.1　Constitutionandfunctionofsystem　　（1）光学系统形式选择功能　　系统根据每种模块的镜头功用类型提供了该功用类型镜头在项目设计中常用的几种光学系统，设计人员可根据项目的需要选取合适的光学系统形式。

8、　　（2）参数输入功能　　输入光学镜头结构设计所需参数，这些参数包括：透镜每个镜面的球面半径、通光孔径、镜面间距离、光栏与变倍组及补偿组之间的距离、光栏最大通光孔径等，并存入数据库，以便对设计结果进行维护。　　（3）计算绘图功能　　将输入的参数作用于零部件结构数学模型，计算出镜头结构零部件各部分尺寸，并由零部件结构几何模型处理生成零件图和装配图，利用AutoCAD的全部编辑功能，进行编辑修改，满意后存入图形库，或由绘图仪输出工作图样。　　（4）参数修改功能万方数据file:///E

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