チュートリアル 6.2: オブジェクトの配置と定義


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ノンシーケンシャル コンポーネント エディタを使用すると、ノンシーケンシャル光学系を定義し、さらにコンポーネントどうしの相互関係を容易に定義できます。Samples\Non-sequential\Miscellaneous フォルダのサンプル ファイルDigital Projector Flys Eye Homogenizer.zmx を開きます。この光学系には、放物面ミラーの内側に配置したアーク灯の火球の形を近似した楕円体積状の光源があります。この光源を発した光は、2 つのフライアイ レンズレット アレイと 1 つの視野レンズで構成した拡散光学系に入射します。この拡散光学系は完結したサブシステムとして製造され、光源と放物面ミラーによって生成された光ビームの中に配置されます。


オブジェクトの配置

ここでオブジェクトをどのように参照しているかに注目します。


すべてのオブジェクトには、エディタの一番左の列に表示されるオブジェクト番号、および基準オブジェクトが設定されています。基準オブジェクト 0 は、3 次元空間全体のグローバル座標の基準点です。オブジェクト 1 3 は、この座標系を基準として配置されます。オブジェクト 4 7 はオブジェクト 3 を基準に配置されているので、1 つのサブアセンブリのように扱うことができます。オブジェクト 3 を移動すると、オブジェクト 4 7 も自動的に移動します。したがって、オブジェクト 3 の位置でこの拡散光学系の位置が決まります。

: どのオブジェクトも、それより前に定義済みの任意のオブジェクトを基準に配置できます。この定義済みオブジェクトも、それより前に定義したオブジェクトを基準に配置できます。

この拡散光学系を、任意の点を基準に移動する場合を考えます。オブジェクト 1 の行の任意の場所をクリックしてから Insert キーを押すと、空オブジェクトがオブジェクト 1 として挿入され、他のすべてのオブジェクトの番号が自動的に 1 だけインクリメントされます。このため、拡散光学系アセンブリの基準となるレンズレット アレイ オブジェクトはオブジェクト 4 になります。

空オブジェクトには光学特性がないので、たとえば基準点やピボットの中心などを定義する際に便利です。追加した空オブジェクトを y = 40z = 70 に配置してから、そのオブジェクトのタイプをダブルクリックしてオブジェクトのプロパティのタブを表示します。

http://forum.zemax.com/Uploads/Images/0508174b-fe54-4e17-abb6-3751.png

[描画](Draw) タブの [ローカル座標の表示] (Draw Local Axis) チェック ボックスをチェックします。NSC 3D レイアウト上に、空オブジェクトのローカル座標軸が描画されます (シェーデッド モデルではローカル座標軸が表示されません)


ノンシーケンシャル コンポーネント エディタのツールバーから、[基準オブジェクトの変更] (Modify Reference Object) ツールを選択します。


ここでは次のように設定します。

http://forum.zemax.com/Uploads/Images/f98fd46b-40e4-473b-af03-55fb.png

オブジェクト 4 のプロパティが変更され、オブジェクト 4 はオブジェクト 1 を基準に配置されるようになります。なお、グローバル座標系でオブジェクト 4 が占める絶対位置と向きは変化しません。つまり、オブジェクト 4 は移動していませんが、その位置を定義するための基準が別のオブジェクトに変更されています。オブジェクト 4 以降のオブジェクトは、引き続きオブジェクト 4 を基準に配置されます。


X軸を中心として10°のティルトをオブジェクト 1 に適用すると、この拡散光学系全体がオブジェクト 1 を基準として回転する一方、ランプ アセンブリの位置は変化しません。


オブジェクトのパラメータ

NSC エディタでは、オブジェクトの位置のほか、オブジェクトを定義するパラメータも設定できます。たとえば、レンズレット オブジェクト 2 は、x 方向と y 方向の半幅、厚み、曲率半径、コーニック定数、x 方向と y 方向のレンズレットの数などのパラメータで定義します。


このようにパラメータで制御する手法には大きな利点があります。パラメトリック オブジェクトは、必要とするメモリ容量が比較的少なく、光線追跡が高速で、変更が容易です。また、シーケンシャル面とまったく同じように最適化できます。

さらに、オブジェクト間の相互関係もピックアップ ソルブで容易に定義できます。2 番目のレンズレット オブジェクトでは、ピックアップ ソルブを使用して、いくつかのパラメータを 1 番目のレンズレット オブジェクトを基準とした値に固定しています (該当のプロパティには、ピックアップ ソルブが設定されていることを示す文字「P」が記されています)1 つのパラメータの変更が、光学系全体に自動的に反映されるので、最適化の際にきわめて効果的です。


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