0 引言

变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，因此非常有利于画面构图，产生人们生活中视觉经验以外的流畅的运动样式，增强了画面造型表现的随意性和灵活性。由于一个变焦镜头可以担当起若干个定焦镜头的作用，节省了更换镜头的时间，在一个位置上就可拍得场面的全景和人物特写。变焦镜头的应用变得越来越广泛，而在其设计阶段，变焦凸轮在其变焦过程中起到关键的作用，所以快速设计出简单实用的变焦凸轮曲线具有非常重要的现实意义[1-5]。目前，变焦镜头凸轮曲线设计的方法主要有：由修正凸轮曲线产生的像面位移来抵消最佳像面的位移原理而获得最佳凸轮曲线修正函数的算法[6]，利用Macro-PLUS凸轮优化宏程序进行优化设计[7]，通过构造凸轮变倍组和补偿组驱动力矩与各自压力角的函数表达式的方式进一步优化设计[8]，通过对影响凸轮曲线的变倍组和补偿组的焦距及其间隔3个参量之间的讨论进一步优化设计[9]，依据连续变倍传动机构的工作原理及变倍精度和速度的要求，应用Excel软件计算出凸轮曲线上各个点的机械坐标方法[10]。本文主要是通过编制ZEMAX的宏程序得到变焦凸轮曲线数据的方法，最终得出五组元变焦镜头凸轮曲线。

1 设计过程

1.1 镜头组元划分

高性能五组元变焦镜头的系统光路图及其组元划分，如图1所示，有五个变焦凸轮曲线需要计算和设计。关于其组元划分，面1～面8组成前固定组，面9～面12组成变焦组1，面13～面16组成变焦组2，面18～面23组成变焦组3，面24～面27组成调焦组。其中d8是前固定组和变焦组1的间隔，d12是变焦组1和变焦组2的间隔，d16是变焦组2和变焦组3的间隔，d25是变焦组3和调焦组的间隔，d27决定了接受器是否固定不变。

  

图1 变焦系统组成及其组元划分Fig.1 Composition and components division of zoom system

1.2 ZEMAX中的变焦系统向CODE V中转换

首先，在ZEMAX软件优化设计好的五组元变焦系统中，从其材料框里编辑好镜头材料，得镜头材料文本参数。然后，在CODE V中将所得镜头材料转成SCHOOT材料。其方法为：在ZEMAX中打开五组元变焦系统，确定其基本结构，然后在CODE V中载入材料转换后的文件。此时出现如图2所示视窗。

  

图2 CODE V中载入SCHOOT材料后的视窗Fig.2 The window after loading SCHOOT materials in CODE V

图2说明变焦系统当前结构（第1重结构）已载入，但不是多重变焦结构。该系统有长、中、短3个变焦，而且在每个焦距位置处还有5 m、10 m、20 m远的调焦位置，所以总共是3×3＝9重结构。如图3所示是将其设置成9重结构的变焦系统。在电子表格中将d0,d8,d12,d16,d25,d27设置成变焦结构。

  

图3 置9重结构Fig.3 Set up 9 structures

CODE V中更改材料参数时，先打开材料参数文档，将所有材料设置成变量，在CODE V的电子表格中对应复制粘贴即可进行修改。为了顺序输入各重结构，打开五组元变焦系统后，首先将当前的CODE V中结构设置成第2重结构，并将第2重结构存成zmx文件，再重新开启CODE V，载入保存的zmx文件。此时的当前结构是第2重结构，将间隔列复制粘贴到前面的9重结构中的第2重结构中。仿此操作，可分别建立起 9重结构的变焦系统，存成样例，然后在CODE V中运行此样例。

1.3 CODE V中的凸轮曲线的计算与作图

关于调焦凸轮曲线的确定，在计算变焦凸轮曲线的过程中，由于计算程序的特性决定第1个变焦间隔不能是物距，否则计算结果不可用。但这样就不能充分确定调焦组的移动范围，得不到调焦曲线。在短焦单一结构中运行五组元变焦宏程序，部分宏程序如下：

对于优化周期步长n值的确定，对优化时间影响很大。对于n的计算，先打开五组元变焦系统，只留短焦单一结构，不载入五组元变焦曲线计算宏程序。在创建优化函数时，对于每步优化周期，应注意缺省优化函数，从各视场权重因子、弥散权重因子、波像差权重因子及光学性能权重因子的给出来看，当优化函数优化重复次数 n＝5时，优化函数值还在变化，说明优化周期选择不合适，当再次选优化重复次数n＝5时，优化函数值变化很小，所以最终确定优化周期为10。

 

接受理论本为一种文学批评理论,高举读者本身就是作品能动构成的旗帜，认为在作者，作品与读者的三元关系中，读者绝不仅仅是被动的部分，没有读者的积极参与或未达成读者的预期视野，那一部作品的历史生命将是不可思议的。它旨在打破文学作品封闭的圆圈，从一个崭新的视角重新审视作品，即接受理论的视角。

式中：Q为转过的角度值；R为凸轮套筒的半径值，凸轮套筒尺寸如图4所示，变焦套筒半径为37.0789 mm，凸轮曲线计算数据如表 1所示。因为凸轮转动过程中要有一定的锁紧力，表中凸轮总转角选 40°比较合适，因为在此螺旋升角下，相互间的摩擦力所产生的螺旋锁紧力比较适中，把40°的总转角100等分处理。THI8列、THI12列、THI16列、THI25列、THI27列数据为凸轮曲线升程坐标（X坐标），凸轮转过的弧度值为凸轮曲线转过弧长（Y坐标）。

再次，可以利用JSP+HTML+TOMCAT模式与Solr-Cloud技术对所应用的服务其进行布置，并构建起B/S服务环境与适合数据仓库使用的系统。在相关技术的支持下实现对数据的注册、输入以及快速搜索及信息导出等。最后，用户可以利用系统成果数据构建起地理成果数据库、基础数据成果数据库等，并可以通过关键字的输入查询到所需要的地理信息。

  

图4 轮套筒尺寸图Fig.4 Cam sleeve size diagram

每个点坐标一定要以零空格结尾，关于凸轮曲线的修复方法可参考文献[7]。利用架构原理进行设计，画出变焦凸轮曲线图。根据凸轮压力角在 40°±1°范围确定凸轮曲线的合理性进行局部修改来确定，在知道变焦组的变焦曲线形状后，通过编写五组元变焦曲线设计程序，实现自动求解其余变焦曲线的方法得到初态，注意在新的变焦凸轮曲线下对系统进行像差校正，最后在CODE V中确定变焦凸轮曲线。

凸轮曲线计算过程中，需将出现的凸轮曲线数据存为txt文本文档，并用EXCEL把保存的文本文档打开并整理成“凸轮曲线计算结果.xlsx”。然后对多重结构的变焦凸轮曲线进行计算与作图。其中凸轮曲线Y坐标值即套筒转过的角度值需要转变为弧度值，计算公式为：

表1中凸轮曲线升程坐标中有负值，说明相应处会发生位置干涉。在CODE V上计算凸轮线性型值点坐标时没有焦距值项，但有时候需要知道该焦距值，以便标注在镜框上。添加焦距项的计算时，由于变焦凸轮是线性的，故可用线性插值公式：f′＝f1′＋k×(f2′－f1′)/100 来计算，f1′为短焦焦距，f2′为长焦焦距，k为点顺序号，该式用于100等分凸轮曲线的焦距线性插值计算。

 

 

单从空姐的形象规范来看，现在对空中乘务员的要求就非常严格。南方航空湖南分公司客舱部业务室副主任禹芸告诉记者，空姐的制服要求按着装标准穿着相应制服，着装统一、干净整洁、熨烫挺括；手机不得外露于制服口袋。箱包要求干净整洁，无破损、无挂饰、摆放整齐。妆容要得体，腮红口红相得益彰；指甲颜色限透明色、肉色、淡粉色；不佩戴美瞳。短发长短整齐、左右对称、后不及领；长发发网式盘发，黑色发卡不超过4枚；刘海不遮眉，无碎发。皮鞋要干净光亮，无破损。必须佩戴手表，表面直径不超过35mm，要求时针、分针、60个刻度。着便装出入办公场所忌过于暴露，严禁穿凉拖、吊带衣等服装。

2 设计结果

打开“凸轮曲线计算结果.xlsx”，然后再做各凸轮曲线上点坐标的集合，其格式要符合 AUTOCAD以多线PL命令的点输入格式，特别是弧长应在Y坐标上，升程在X坐标上。如图5所示是在AUTOCAD上作出的凸轮曲线图。横坐标X是凸轮沿光轴方向的移动量，纵坐标Y是凸轮转过的弧度值。

由图5可见各曲线的倾角均大于40°，即摩擦力稍大些，另外d16与d27曲线有交叉，d12与d25距离较近，是因为原结构变焦时存在的问题，可以在凸轮起始点让位来解决。对于成像质量问题，可以利用理想架构的方式来提高像差平衡，这是最有应用潜力的方法，其基本思想就是用其光学系统无像差理想透镜的架构文件，得到系统最合理的优质像差匹配的配置文件，其弥散斑的均方根值、传递函数、波像差等由提取理想系统的现场值得到，是与原系统的像质状态最接近的小像差组态。

基于锂电池的工作原理及充放电的特点,为平衡锂电池的充电效率,消除其极化关系,研究了基于田口法的锂电池快速充电的方法。通过试验优化得到电流最优值、去极化脉冲的幅值以及正负脉冲的间隔时长,最终消除极化负脉冲产生的宽度以及时机,从而实现锂电池的快速充电,并通过实验对该方法进行验证。研究结果表明:所研究的基于田口法的锂电池快速充电的方法有效,相比传统方法速度提升8.89%,效率提升0.6%,发热量降低17.6%。

 

表1 凸轮曲线计算数据表 Table 1 Calculation data of cam curves

 

 

（续表1）

 

  

图5 凸轮曲线 Fig.5 Cam curves

3 结论

通过把ZEMAX软件设计好的五组元变焦镜头系统载入 CODE V软件中，把所得镜头材料转成SCHOOT材料，利用编制的五组元变焦宏程序，并在CODE V软件中运行该宏程序，得到变焦过程中各个变倍组和调焦组不同焦距位置处的坐标数值，然后利用AUTOCAD软件做出变倍组和调焦组的凸轮曲线。接下来的工作就是按照凸轮曲线把实际的凸轮设计并加工出来。随着变焦光学系统越来越复杂，变焦凸轮设计的要求也越来越高，此法可为类似变焦凸轮曲线设计提供一种思路和方法。

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