[发明专利]一种变焦系统及其凸轮曲线实现方法

权利要求书

1.一种变焦系统的凸轮曲线实现方法，其特征在于，包括：

根据变焦系统的技术指标要求，确定前固定镜组的焦距、变倍镜组的焦距、补偿镜组的焦距以及后固定镜组的焦距，以及确定所述前固定镜组的结构、所述变倍镜组的结构、所述补偿镜组的结构以及所述后固定镜组的结构；

确定变焦系统在不同焦距下，对应的多组所述前固定镜组焦点与所述变倍镜组焦点之间的距离L1、所述变倍镜组焦点与所述补偿镜组焦点之间的距离L2，以及所述补偿镜组焦点与所述后固定镜组焦点之间的距离L3；

根据多组所述L1、L2以及L3得到凸轮曲线。

2.根据权利要求1所述的变焦系统的凸轮曲线实现方法，其特征在于，所述根据变焦系统的技术指标要求，确定前固定镜组的焦距、变倍镜组的焦距、补偿镜组的焦距以及后固定镜组的焦距，包括：

所述变焦系统的技术指标要求包括：变倍比为20，变焦范围为30～600mm，视场角为16度，相对孔径为4，光谱范围为0.45～0.65μm，所述变焦系统总长＜420mm；

根据变焦系统的技术指标要求，确定所述前固定镜组的焦距为303mm、所述变倍镜组的焦距为-53mm、所述补偿镜组的焦距为115mm，所述后固定镜组的焦距为54mm；

确定所述前固定镜组的结构、所述变倍镜组的结构、所述补偿镜组的结构以及所述后固定镜组的结构，包括：

确定所述前固定镜组包括依次设置的四个单透镜，所述变倍镜组包括依次设置的一个单透镜和一个双胶合透镜，所述补偿镜组包括一个双胶合透镜，所述后固定镜组24包括依次设置的两个单透镜和两个双胶合透镜。

3.根据权利要求1或2所述的变焦系统的凸轮曲线实现方法，其特征在于，所述确定变焦系统在不同焦距下，对应的多组L1、L2，以及L3，包括：

根据Δ=84.401663+K*5.580321*f+25699.156853f-103.913185]]>

确定L1=(1-121.963969f)*6561.539632Δ+165.292673]]>

L2＝△-164.450566

L3＝241.878014-L1-L2

且，L1+L2+L3＝C

其中，变焦系统的焦距为f，K为常数，其取值为1，C为常量，其为不变数，△为所述变倍镜组像方焦点到所述补偿镜组物方焦点的距离，得30到600mm内不同变焦系统的焦距f对应的L1、L2，以及L3。

4.根据权利要求3所述的变焦系统的凸轮曲线实现方法，其特征在于，所述根据多组所述L1、L2以及L3优化凸轮的转角和凸轮的半径，得到凸轮曲线，包括：

将凸轮的转角和凸轮的半径值作为优化变量，根据多组所述L1、L2以及L3，采用最小二乘法拟合得到变焦系统从短焦到长焦最快速的变焦曲线。

5.一种变焦系统，其特征在于，包括依次设置的前固定镜组、变倍镜组、补偿镜组和后固定镜组，所述前固定镜组包括依次设置的四个单透镜，所述变倍镜组包括依次设置的一个单透镜和一个双胶合透镜，所述补偿镜组包括一个双胶合透镜，所述后固定镜组包括依次设置的两个单透镜和两个双胶合透镜，所述前固定镜组的焦距为303mm、所述变倍镜组的焦距为-53mm、所述补偿镜组的焦距为115mm，所述后固定镜组的焦距为54mm。