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1、第31卷第6期应用光学Vol.31No.62010年11月JournalofAppliedOpticsNov.2010文章编号:1002-2082(2010)06-0876-07变焦距镜头凸轮曲线形式的选择1,2111晏蕾,贾平,洪永丰,王平(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:在变焦镜头设计的最后阶段需要进行凸轮曲线的设计,为了平衡成像倍率变化的均匀性与凸轮转角,需要选择合适的凸轮曲线形式,要求建立成像倍率M与凸轮转角之间的某种函数关系。根据凸轮曲线所要满足的实际边界条件和函数连续性,建立M与几种常见的函
2、数关系,利用Matlab对设计实例进行仿真。结果表明:建立的成像倍率M和凸轮转角的幂函数关系及压力升角都不超过允许值时,变倍倍率变化均衡性最好,倍率变化曲线平滑,且无凸轮拐点。该方法可以方便设计人员针对不同设计要求改变凸轮曲线形状,找到最佳变倍凸轮曲线。关键词:变焦距镜头;凸轮曲线;压力升角中图分类号:TN942.2文献标志码:ASelectionofcamcurveforzoomlens1,2111YANLei,JIAPing,HONGYong-feng,WANGPing(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,Chi
3、neseAcademyofSciences,Changchun130033,China;2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:Inthefinalcourseofzoomlensdesign,thecamcurveshavetobedesigned.Inaddition,inordertobalancetheuniformitybetweenimagingmagnificationchangeandcamcorner,theappropriatecamcurveshouldb
4、echosen.SoitisimportanttoestablishtherelationshipsbetweenimagingmagnificationMandcamcorner.Basedontheboundaryconditionsandthecontinuityofthefunctionwhcihcamcurveshavetomeet,somefunctionsareestablishedanddiscussed.SomedesignexamplesweresimulatedwithMatlab,whichindicatesthattheexponentialfunctionf
5、itswellwithMand.Besides,thepressureangleislessthanthepermittedvalueandtheuniformityofcamcurvesisbetterandsmoothwithoutcaminflexions.Comparedwithothersolutionsusedbefore,thismethodhelpsthedesignertomodifythecamcurveseffectivelyandfindthebestcamcurvesofthezoomlens.Keywords:zoomlens;camcurve;pressu
6、reascendingangle引言直接关系。如果凸轮曲线在某一段上倾斜角度较在变焦系统中,凸轮是控制镜组运动,使系统大,显得较陡,则在转动凸轮过程中将出现手感较在保持像面稳定条件下改变焦距的组件。变焦操作重的情况,带动凸轮转动的齿轮磨损较大,甚至可的平滑、灵活和快速是变焦性能的重要内容,它与使得凸轮槽边缘挤压变形,影响成像质量;更严重[1-2]凸轮轮廓面的粗糙度和凸轮曲线压力角的大小有时,还会出现凸轮卡死现象,根本无法使用。收稿日期:2010-03-25;修回日期:2010-06-23基金项目:973计划(2009CB72400105)作者简介:晏蕾(1985-),男,湖北孝感人,硕士
7、研究生,主要从事变焦距光学系统的设计研究工作。E-mail:limitbeyond@163.com应用光学2010,31(6)晏蕾,等:变焦距镜头凸轮曲线形式的选择·877·在机械补偿变焦距镜头中,通过对变倍组的移m23=m2m3:由变倍组和补偿组组成的变倍部动和凸轮转角之间运动关系的选择,可以满足在变分的横向放大率;焦过程中,使成像倍率的变化是匀速的,或是匀加m230:起点(=0)焦距位置时,变倍部分的横速的。这无论是对电视、电
