基于CODEV光學軟件設計透鏡的經(jīng)驗和總結

      可調焦型調光電筒的優(yōu)勢是光斑特別均勻，減少強聚光對人眼的刺激，特別是在近距離檢修作業(yè)的情形下，高亮度勻光照明更加舒適友好；SM-7021P強光巡檢手電筒的透鏡設計之初就定位為調焦型，可以兼顧遠近照明，接下來我們來了解下基于CODEV光學軟件設計手電筒變焦透鏡的一些經(jīng)驗和總結：

一、強光巡檢手電筒透鏡設計

1、選擇一個初始結構與性能指標接近（初始結構的選擇很重要，決定優(yōu)化的極限）；

2、對于正組補償?shù)闹凶儽痘虼笞儽蹲兘雇哥R要考慮換根點（變倍組倍率為m=-1）問題，設計過程中就要對換根點進行約束;

3、設計中對公差進行分析，避免最終設計完成后公差不符合要求，主要思想是使光線能夠平滑地過度（或不在某一鏡片上有特別大的偏角），光焦度（像差）較均勻地分配在所有鏡片上，如：兩鏡片靠的太近，則對偏心公差較敏感，可通過適當拉大兩鏡片間距降低靈敏度。還可以通過控制光線角度、增加透鏡的方式來降低公差靈敏度。

4、像差優(yōu)化可由“分析>診斷>3階像差”選項參考分析，優(yōu)化過程中對透鏡厚度進行約束，滿足實際加工需求。

5、以上優(yōu)化完成可對透鏡曲率半徑套樣板（記得保存最終的優(yōu)化操作數(shù)列表），并對厚度值進行規(guī)整，對于較為靈敏的空氣間隔優(yōu)先規(guī)整。

光學設計的四個重要步驟：增加或刪除變量；增加、改變或刪除約束；改變評價標準；改變系統(tǒng)結構；
光學透鏡的增加選擇：

1、放在系統(tǒng)最前面或后面，首先改變曲率及厚度，然后改變折射率和色散；

2、在系統(tǒng)較大空氣間隔插入一塊平板，重新調整空氣間隔（D=D1+D2+T/N）;

3、將一塊非常薄的透鏡分裂成一塊雙膠合透鏡，當系統(tǒng)中存在大量色差時，變化折射率和色散；

4、將一塊非常厚的透鏡分裂成兩塊透鏡，中間有一個非常小的間隙。

下一輪計算之前分析結果：表面上的入射角是否太大；透鏡太厚；透鏡邊緣太??；透鏡總厚度太厚以至于無法滿足要求；后截距太短；
照相物鏡的波長及權重：

波長/nm      權重
435              0.3
474              0.6
520              1.0
575              0.6
643.8             0.3

二、變焦凸輪曲線
CODEV步進優(yōu)化法獲得凸輪曲線原始數(shù)據(jù)，可借助CODEV宏編程語言中的循環(huán)結構；

MATLAB編寫程序進行輔助分析設計；

對變焦凸輪曲線中壓力角分析，壓力角不滿意，重新擬合曲線。
三、公差分析
需要知道能夠加工的面形精度（光圈、局部光圈、樣板精度）、材料的參數(shù)（主要是折射率、色散系數(shù)）、偏心度（邊厚差、裝配傾斜和偏移），根據(jù)結果分析調整結構參數(shù)。
四、溫度分析
一般在-40°—60°之間，CODEV分析中主要使用宏函數(shù)THERMPIK.SEQ(計算范圍溫度的影響)、THERM_ENV.SEQ(計算某一溫度的影響)、THERM_N.SEQ（某一溫度下材料的折射率），另一種思想：變焦系統(tǒng)可僅針對某一焦距進行熱分析。

CODEV的溫度分析是為旋轉對稱、非變焦系統(tǒng)提供的，對于變焦系統(tǒng)需要修改設置；

溫度分析之前的系統(tǒng)最好保留相應的優(yōu)化操作數(shù)，以便溫度分析之后設定補償組元件為變量重新自動化設計，檢驗補償量大小。
五、鬼像分析
通過CODEV進行鬼像分析，主要參考標準為DISC、DBFL等參量找出可能發(fā)生鬼像的兩成個面；

將光學模型導入tracePro，建立模型分析鬼像能量大小是否有影響。

PS：基于以上軟件設計的還有我們的新款SME-8021H微型防爆頭燈。