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有効焦点距離とディストーション焦点距離の違いについて

https://www.zemax.jp/blogs/news/tech-tips-june-2021?_pos=1&_sid=f2fa35af3&_ss=r 有効焦点距離とディストーション焦点距離の違いについて多くの光学定義において、焦点距離は比較的使われる数値です。ただし、計算によって、求める焦点距離の定義が変わる事を注意しなければいけません。このブログ記事では、近軸の焦点距離の計算の違いを、有効焦点距離とディストーション焦点距離で説明します。ディストーション (歪曲) 収差とは、光の実際の焦点が「期待される」焦点位置と一致しないことです。 では、「期待」とは何を意味するのでしょうか。 ほとんどの撮像装置の「期待値」は、h=f tanθです。これは、焦点距離に対する像高の正接に入射角をかけたもので、当たり前のことですが、f tanθの物体-像の関係は、直線を撮影しても、直線が見えることを保証しています。まず、f tanθを例にして、ディストーション収差の本来の定義式を説明します。ここで「f」とは、有効焦点距離(EFFL)ではなく、ディストーション焦点距離 (Distortion Focal Length) です。OpticStudioでは、近軸光線を追跡して光軸との交点を求め、EFFLを算出します。近軸光線とは、光学設計の言葉で言えば、0視野、非常に小さな瞳です。 例えば、(Hx, Hy, Px, Py) = (0, 0, 0, 1E-8) となります。EFFLの大きさは、明らかに像面の位置とは関係ありません。しかし、このディストーション収差の大きさは、明らかに像面の位置に関係しています。歪曲収差の焦点距離を定義する際には、小さな視野の主光線(Chief Ray)を追跡することになります。すなわち、(Hx, Hy, Px, Py)=(0, 1E-8, 0, 0)となります。視野が0に近づくと、収差はデフォルトで0、つまりyref = ychief = ftanθとなり、ychiefとθはどちらも実光線を追跡して得ることができます。 上の式から逆算して、この時点での焦点距離fを求めることができます。この焦点距離はディストーション焦点距離であり、明らかに像面位置に関係しています。ディストーション収差のfはそのままEFFLを使うことができないのはこのた

ZPL オペランド:座標ブレーク面を使用した2つ面の最小距離の取得

以下のリンクからZPLコードをダウンロードしてください。Code Exchangeというコミュニティは、Zemaxのサポートを受けているユーザ様が、OpticStudioの機能を拡張するためのプログラミング・ソリューションを探したり、共有したりするためです。Zemaxのサポートを受けているユーザ様限定です。https://community.zemax.com/code-exchange-10/zpl-operand-get-the-minimum-distance-between-two-surfaces-with-coordinate-break-1575 ZPL オペランド:座標ブレーク面を使用した2つ面の最小距離の取得目的最適化プロセスでは、通常、2つのレンズの間に適切な距離を設定して、レンズが干渉しないようにする必要があります。しかし、現在のメリットファンクションのオペランドは、座標ブレーク面を使用したレンズをサポートしていません。解決策としては、ZPLMを使って、座標ブレーク面を持つ2つの面の間の最小距離を求めることが考えられます。使い方は以下の通りです。パラメータHx:面①の面番号。パラメータHy:面②の面番号Data=0: 面①のローカル z 軸に沿った 2 つ面の間の最小距離を取得します。Data=1:面①のローカル z 軸に沿った 2 つ面の間の最大距離を取得します。本ZPLMの制限事項1. 2つの間の最小距離とは、面①のローカルZ軸に沿った距離を意味します。本コードでは、グローバル座標面の基準を一時的に面①とし、計算後に元に戻すようにしています。2. 下図の黄色の重なっている部分のみを対象とし、範囲を超えた部分は対象外とします。範囲内では、100点を取って水平距離を計算し、最大値と最小値を求めます。 3.コードには光線追跡が使用されています。そのため、2つの面の間に屈折率の変化がないことを確認する必要があります。2つの面の間に屈折率の変化があるシステムの場合は、すべての材質を空気に変更してから光線追跡を行い、計算後に材質を元の設定に戻すというコードを追加することができます。 4.コードはx=0のyz平面で考えられています。つまり、z軸に沿った回転、y軸に沿った回転、x軸に沿ったディセンタは考慮されていません。より複雑な変換が必要な場合は、自分で

FCGS,FCGTと像面湾曲とディストーションのプロットの違いについて

一般的にFCGSとFCGTの値は、解析ウィンドウよりロバストであると言われています。[解析] (Analyze) タブ (シーケンシャル UI モード) > [像質] (Image Quality) グループ > [収差] (Aberrations) ([像質] (Image Quality) グループ) > [像面湾曲と歪曲収差] (Field Curvature and Distortion) に記載されています。厳密には、像面湾曲と歪曲収差のプロットは、物体面と像面が平面である回転対称なシステムに対してのみ有効です。しかし、OpticStudioでは、像面湾曲と歪曲収差の概念を一般化し、回転対称でない系に対しても妥当な結果を得ることができます(ただし、すべてではありません)。回転対称でない系、あるいは物体面や像面が平面でない系に対してこれらのデータを解釈する場合は注意が必要です。FCGSとFCGTは、非回転対称系に対してより合理的な結果を持っています。もしシステムが回転対称であれば、FCGTとFCGSオペランドによって得られた像面湾曲値は、同じ視野位置と同じ波長の像面湾曲と歪曲収差プロットにリストされた値と一致するはずです。サンプルファイルCooke tripletの例で、Hx=0、Hy=1である20度の視野を見ると、以下のように像面湾曲と歪曲収差プロットとFCGT、FCGSオペランドが完全に一致することが確認できます。 

2022/12 新規翻訳したKBA記事

2022/12 新規翻訳したKBA記事の一覧表です。ご参照ください。 OpticStudioでの現実的な波長板のモデル化および設計方法 LumericalとOpticStudio間でシミュレーションを変換する方法 CubeSat構想から実装まで(パート3): Ansys ZemaxソフトウェアスイートによるCubeSatシステムの開発 CubeSat構想から実装まで(パート4): Ansys ZemaxソフトウェアスイートによるCubeSatシステムの開発 携帯電話のカメラのレンズ設計 - パート1: 光学系 携帯電話のカメラのレンズ設計 - パート2: OpticsBuilderによる筐体の光学機械系設計 レリーフ型回折眼内レンズのユーザー定義面DLLによる現実的なモデル化 ヘッドアップ ディスプレイ: OpticStudio から Speos へ OpticStudio と Creo とのダイナミック CAD リンクの使用 レンズレット アレイで POP を使用する方法 熱解析のためのレンズ マウント基準の設定方法 FFT PSF とホイヘンス PSF の違い 正規化半径とは レイアウト プロットでの特定光線の描画 独自の最適化オペランドを記述する方法 OpticStudio を使用して熱効果をモデル化する方法 蛍光 DLL を使用した白色光源のモデル化 プレゼンテーション品質のグラフィックとアニメーションを作成する方法 位相面を用いた面のイレギュラリティの公差解析 軸外しミラーへの位相面の追加 眼の収差評価に使用するシャック ハルトマン センサのモデル化 Zemaxアプリケーションをオフラインで使用するためのAnsysネットワークライセンスの借用 Ansys Zemaxのライセンス概要とガイド  

複屈折物質による偏光回転をモデル化する方法

この記事は以下の記事を翻訳したものです。複屈折材料でできたオブジェクトの偏光の回転を適切にモデル化するには、以下の様にノンシーケンシャルコンポーネントエディタのオブジェクトの プロパティを変更します。屈折率タブから屈折率タイプで複屈折を選んで波長プレートモードを設定する必要があります。モードのパラメータを変えることで、実際に追跡される光線を選択できます。エネルギーの分布はこの設定で変化しませんが、追跡されない光線に割り当てられたエネルギーは、"閾値によるエネルギーロス"として報告されます。常光、異常光のいずれか、または両方をトレースすることができますが、波長プレートモードは、常光の経路に沿ってエネルギーを追跡する一方、異常光の電場も一緒に伝搬され、全電場は常光と異常光の方向の屈折率の差分によって位相回転されます。そのため、物体中の偏光の回転をモデル化するには、波長プレートモードを使用する必要があります。添付のサンプルファイルでは、偏光[1, 1](XYの中間の45°方向の偏光)をもつ光源(矩形)から軸に平行な光線を射出しており、複屈折材料KDPを使用した長方形ボリュームを半波長板として使用しています。オブジェクトの厚さは、常光と異常光の光路差が波長の半分に等しくなるように設定します。2分の1波長板は偏光を90度回転させます。第3オブジェクトとしてに、ジョーンズ行列オブジェクトが結果の偏光をチェックするために使用されます。これは、光源の偏光と平行な偏光を透過するように設定されているので、すべての光線が透過していないことが、モデルで確認することができます。複屈折タイプの設定に関する詳細は、以下のヘルプファイルを参照してください。[設定] (Setup) タブ > [エディタ] (Editor) グループ ([設定] (Setup) タブ) > ノンシーケンシャル コンポーネント エディタ > [オブジェクト プロパティ] (Object Properties) (ノンシーケンシャル コンポーネント エディタ) > [屈折率] (Index) > [複屈折] (Birefringent) タイプ 

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