畸變分析的案例
VirtualLab：畸變分析器
因此，對任何光學工程師來說，能夠詳細分析它們的性能是至關重要的。一個眾所周知的不利影響是畸變，它導致光束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。在這個使用案例中，我們介紹了一個工具，以球面透鏡為例，研究這種效應。
畸變定義
畸變與主光線的球面像差相對應。它被定義為光線束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。使用掃描鏡頭的有效焦距（??'），可以計算出焦平面的參考位置，這主要取決于入射角。
f’：有效焦距。
θ：入射角度。
yBundle：光線束的側向位置
yRef：參考光線的側向位置
畸變定義
F-tan(theta)畸變：yRef=f’tan(θ)
F-theta畸變：yRef=f’θ
光線束的位置（??Bundle）。
- Central ray：連接視野的外點和瞳孔的中心
- Centroid：與物理相關的是能量中心點
哪里可以找到畸變分析器
要分析的組件
畸變分析器計算由透鏡或物鏡在定義的角度范圍內引入的光束的畸變。它的工作獨立于實際的光學系統及其參數，因此，具體的參數需要在分析器內定義。
要分析的組件：定義應分析的組件。一個下拉菜單將顯示所有可用的選項。如果有多個具有相同名稱的組件，組件下面的索引將有助于區分它們。
有效焦距
計算有效焦距的失真：如果該選項被選中，有效焦距（??′）將通過評估所選組件自動確定。否則，可以根據用戶的要求設置評估距離。
展開 VirtualLab Fusion應用：畸變分析儀
因此，對任何光學工程師來說，能夠詳細分析它們的性能是至關重要的。一個眾所周知的不利影響是畸變，它導致光束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。在這個使用案例中，我們介紹了一個工具，以球面透鏡為例，研究這種效應。
畸變定義
畸變與主光線的球面像差相對應。它被定義為光線束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。使用掃描鏡頭的有效焦距（??'），可以計算出焦平面的參考位置，這主要取決于入射角。
f’：有效焦距。
θ：入射角度。
yBundle：光線束的側向位置
yRef：參考光線的側向位置
畸變定義
F-tan(theta)畸變：yRef=f’tan(θ)
F-theta畸變：yRef=f’θ
光線束的位置（??Bundle）。
- Central ray：連接視野的外點和瞳孔的中心
- Centroid：與物理相關的是能量中心點
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要分析的組件
畸變分析器計算由透鏡或物鏡在定義的角度范圍內引入的光束的畸變。它的工作獨立于實際的光學系統及其參數，因此，具體的參數需要在分析器內定義。
要分析的組件：定義應分析的組件。一個下拉菜單將顯示所有可用的選項。如果有多個具有相同名稱的組件，組件下面的索引將有助于區分它們。
有效焦距
計算有效焦距的失真：如果該選項被選中，有效焦距（??′）將通過評估所選組件自動確定。否則，可以根據用戶的要求設置評估距離。
分析器的設置
位置（畸變類型，見第4頁）
- 參考位置
- 計算的光線束位置
輸出(結果顯示)
- 絕對畸變[m]或相對畸變[%]
- 角度范圍：定義沿著哪個方向掃描畸變（組件的X軸或Y軸，在這兩種情況下都可以使用正或負的范圍）。
展開 VirtualLab Fusion應用：畸變分析儀
因此，對任何光學工程師來說，能夠詳細分析它們的性能是至關重要的。一個眾所周知的不利影響是畸變，它導致光束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。在這個使用案例中，我們介紹了一個工具，以球面透鏡為例，研究這種效應。
畸變定義
畸變與主光線的球面像差相對應。它被定義為光線束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。使用掃描鏡頭的有效焦距（??'），可以計算出焦平面的參考位置，這主要取決于入射角。
f’：有效焦距。
θ：入射角度。
yBundle：光線束的側向位置
yRef：參考光線的側向位置
畸變定義
F-tan(theta)畸變：yRef=f’tan(θ)
F-theta畸變：yRef=f’θ
光線束的位置（??Bundle）。
- Central ray：連接視野的外點和瞳孔的中心
- Centroid：與物理相關的是能量中心點
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要分析的組件
畸變分析器計算由透鏡或物鏡在定義的角度范圍內引入的光束的畸變。它的工作獨立于實際的光學系統及其參數，因此，具體的參數需要在分析器內定義。
要分析的組件：定義應分析的組件。一個下拉菜單將顯示所有可用的選項。如果有多個具有相同名稱的組件，組件下面的索引將有助于區分它們。
有效焦距
計算有效焦距的失真：如果該選項被選中，有效焦距（??′）將通過評估所選組件自動確定。否則，可以根據用戶的要求設置評估距離。
分析器的設置
位置（畸變類型，見第4頁）
- 參考位置
- 計算的光線束位置
輸出(結果顯示)
- 絕對畸變[m]或相對畸變[%]
- 角度范圍：定義沿著哪個方向掃描畸變（組件的X軸或Y軸，在這兩種情況下都可以使用正或負的范圍）。
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畸變定義
畸變與主光線的球面像差相對應。它被定義為光線束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。使用掃描鏡頭的有效焦距（??'），可以計算出焦平面的參考位置，這主要取決于入射角。
f’：有效焦距。
θ：入射角度。
yBundle：光線束的側向位置
yRef：參考光線的側向位置
畸變定義
F-tan(theta)畸變：yRef=f’tan(θ)
F-theta畸變：yRef=f’θ
光線束的位置（??Bundle）。
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要分析的組件
畸變分析器計算由透鏡或物鏡在定義的角度范圍內引入的光束的畸變。它的工作獨立于實際的光學系統及其參數，因此，具體的參數需要在分析器內定義。
要分析的組件：定義應分析的組件。一個下拉菜單將顯示所有可用的選項。如果有多個具有相同名稱的組件，組件下面的索引將有助于區分它們。
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Ansys Speos | 擋風玻璃光學畸變分析
TL 957 標準規定了硅酸鹽玻璃車輛玻璃板的要求和測試，其中第9.2節詳細說明了光學畸變測試。盡管測試名為“光學畸變”，但實際測量的是屈光率。屈光度的計算方式如圖所示：
圖中展示了擋風玻璃的橫截面。兩條光線自左向右穿過玻璃。位于頂部的光線在點M與玻璃發生相互作用，而底部的光線則在點M’處發生相互作用。兩個偏轉角分別標記為α1和α2，它們代表了從擋風玻璃射出的光線（即透射光線）與入射光線之間的夾角。
在位置M處的屈光度DM可以通過在M點的光學畸變值ΔαM除以ΔX來計算。光學畸變值定義為在距離上的偏轉角度差。基于上圖，光學畸變值是通過計算位置M和M′處存在的擋風玻璃上的兩條傳輸光線之間的角度來得到的。在標準TL 957中，使用在4個M′點測量的最大光學畸變值來計算折射力，如下圖所示。
本文闡述了如何運用Speos軟件分析汽車擋風玻璃的光學畸變。本示例將介紹一個Speos擋風玻璃分析項目。基于特定擋風玻璃幾何形狀，將生成一個光學畸變圖和一個屈光度圖。
綠色點代表位于M位置的光線。在中心光線M′的上方、下方、左側和右側的其他四條光線被用來獲得最大的光學畸變值。在標準的TL 957中，距離值?X被設定為12毫米。
還有其他標準以類似但略有不同的方式定義了光學畸變分析。例如：聯合國歐洲經濟委員會的第43號法規（ECE R43）。在第43號法規中，距離值?X設定為4毫米，并且要求使用16條光線來獲得最大光學畸變值。
在這個例子中，為了演示目的，使用了材料為PMMA的簡單單層擋風玻璃。光學畸變是根據TL 957標準的定義計算的。您需要安裝以下工具：
Ansys Speos 2023R2或更高版本。
在鏈接中說明的Python版本。
展開 ZEMAX軟件應用專題：場曲和畸變分析圖是如何計算場曲值的？
使用附件中的樣本文件，近軸像面的全局Z坐標與視場0處的像面位置之差與場曲和畸變圖中的的Tan Shift相同。
FCGS和FCGT的操作原理相同。
Ansys Zemax國內可靠代理商
光研科技南京有限公司是國內可靠的光學軟件和儀器光電供應商，提供企業定制化上門培訓服務，承接各類光學設計項目，并有一系列自主編寫出版的光學設計書籍。公司擁有一支高素質、高水平、實戰經驗豐富的管理，銷售以及研發團隊，從成立到現在已經為廣大企業，研究所以及高校提供了很多優秀的產品和服務，是光電圈內值得信賴的企業。追光逐夢，研以致用！以用戶的需求為起點，為客戶提供有價值的光學產品和服務一直都是光研科技南京有限公司的宗旨。
官網：http://wavelab-sci.com.cn/
AnsysZemax光學軟件咨詢與訂購聯系方式
聯系人：南京光研 徐保平
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展開 VirtualLab Fusion應用：用于分析鏡頭系統成像誤差的工具
因此，對成像中常用的透鏡系統進行性能分析是許多光學工程師的一項基本任務。為了幫助光學工程師完成這項工作，VirtualLab Fusion提供了許多強大的工具。
在這份簡報中，我們想特別強調用于分析場曲和畸變的工具。這兩個像差源于這樣一個事實，即大多數探測器是作為平面操作的，而透鏡則是將光線聚焦到一個曲線上。這些像差可以通過VirtualLab Fusion提供的易于使用的集成工具進行研究，如以下例子所示。
場曲分析器
場曲描述了物鏡（鏡頭）的設計焦平面和實際焦距曲線之間的差異。在這個用例中，我們介紹了一個分析這種效應的工具。
畸變分析器
本用例介紹了VirtualLab Fusion中的Distortion Analyzer，以球面透鏡為例進行說明。
展開 [VirtualLab] F-Theta掃描鏡頭的性能評估
借助快速物理光學建模和設計軟件 VirtualLab Fusion 中的掃描源，我們通過測量不同角度下實際光斑位置與期望值之間的偏差來分析給定 F-Theta 透鏡的性能。
任務描述
系統構建模塊 - 掃描光源
系統構建模塊 – 鏡頭系統組件
VirtualLab Fusion技術系統構建塊——參數耦合
系統構建模塊——畸變分析器
總結-組件…
系統印象
性能評估 – 光斑位置偏差
性能評估 - 光斑直徑測量
VirtualLab Fusion技術
文件信息
更多閱覽
- Performance Analysis of Laser Scanning System
- How to Set Up a Scanning Source
- Coupling of Parameters in VirtualLab Fusion
展開 VirtualLab：F-Theta掃描鏡頭的性能評估
借助快速物理光學建模和設計軟件 VirtualLab Fusion 中的掃描源，我們通過測量不同角度下實際光斑位置與期望值之間的偏差來分析給定 F-Theta 透鏡的性能。
任務描述
系統構建模塊 - 掃描光源
系統構建模塊 – 鏡頭系統組件
VirtualLab Fusion技術系統構建塊——參數耦合
系統構建模塊——畸變分析器
總結-組件…
系統印象
性能評估 – 光斑位置偏差
性能評估 - 光斑直徑測量
VirtualLab Fusion技術
文件信息
更多閱覽
-Performance Analysis of Laser Scanning System
-How to Set Up a Scanning Source
-Coupling of Parameters in VirtualLab Fusion
展開 VirtualLab Fusion應用：F-Theta掃描透鏡的性能評估
借助快速物理光學建模和設計軟件VirtualLab Fusion中的掃描光源，通過測量不同角度下實際光斑位置與期望值之間的偏差，分析了給定F-Theta透鏡的性能。
建模任務
系統構建塊-掃描源
系統構建塊-透鏡系統組件
系統構建塊-參數耦合
系統構建塊-畸變分析儀
通用探測器和探測器附加組件
總結-組件…
系統查看
通過系統：三維可視化，不同FoV模式可以通過顏色編碼來區分。此外，可以檢查場的軌跡，以便將探測器放置在正確的位置。
性能評估-光斑位置偏差
性能評估-光斑直徑測量
VirtualLab Fusion技術
文件信息
進一步閱讀
? Performance Analysis of Laser Scanning System
? How to Set Up a Scanning Source
? Coupling of Parameters in VirtualLab Fusion
? 3D Visualization of the Optical System
? Universal Detector
展開 VirtualLab Fusion應用：F-Theta掃描透鏡的性能評估
借助快速物理光學建模和設計軟件VirtualLab Fusion中的掃描光源，通過測量不同角度下實際光斑位置與期望值之間的偏差，分析了給定F-Theta透鏡的性能。
建模任務
系統構建塊-掃描源
系統構建塊-透鏡系統組件
系統構建塊-參數耦合
系統構建塊-畸變分析儀
通用探測器和探測器附加組件
總結-組件…
系統查看
通過系統：三維可視化，不同FoV模式可以通過顏色編碼來區分。此外，可以檢查場的軌跡，以便將探測器放置在正確的位置。
性能評估-光斑位置偏差
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VirtualLab：F-Theta掃描鏡頭的性能評估
借助快速物理光學建模和設計軟件 VirtualLab Fusion 中的掃描源，我們通過測量不同角度下實際光斑位置與期望值之間的偏差來分析給定 F-Theta 透鏡的性能。
任務描述
系統構建模塊 - 掃描光源
系統構建模塊 – 鏡頭系統組件
VirtualLab Fusion技術系統構建塊——參數耦合
系統構建模塊——畸變分析器
總結-組件…
系統印象
性能評估 – 光斑位置偏差
性能評估 - 光斑直徑測量
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-How to Set Up a Scanning Source
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展開 VirtualLab Fusion應用：F-Theta掃描透鏡的性能評估
借助快速物理光學建模和設計軟件VirtualLab Fusion中的掃描光源，通過測量不同角度下實際光斑位置與期望值之間的偏差，分析了給定F-Theta透鏡的性能。
建模任務
系統構建塊-掃描源
系統構建塊-透鏡系統組件
系統構建塊-參數耦合
系統構建塊-畸變分析儀
通用探測器和探測器附加組件
總結-組件…
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通過系統：三維可視化，不同FoV模式可以通過顏色編碼來區分。此外，可以檢查場的軌跡，以便將探測器放置在正確的位置。
性能評估-光斑位置偏差
性能評估-光斑直徑測量
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從仿真入門到仿真驅動設計 | 2023 Altair虛擬全球大會
基于熱機械仿真和實驗驗證的拓撲優化副翼支架的畸變分析
本研究首先利用撲優化，根據定義的載荷和約束以及設計目標獲得最佳材料布局，以所需的安全系數最小化質量，在實際的3D金屬打印之前，進行了工藝模擬，通過優化工藝參數構建方向，激光功率和速度 來預測變形，定義了支結構，可以對散熱產生重大影響，同時以更高的打的時間和材料使用為代防上可能的變形為了驗證目的...閱讀更多掃描下方二維碼。
重型滑板車后懸架系統的運動分析及基于Altair Inspire的后搖臂設計
該項目設計了重型踏板車后懸架系統的搖臂和后懸架的搖臂，預計這兩個部件都將采用鑄造鋁合金JIS ADC 12進行重力鑄造。后懸架系統由發動機缸體、排氣系統、傳動系統、制動系統、減震器、后搖臂、車輪和輪胎組成。以外，該后梁系統是兩種營代版本的通用設計，包括中間單聲道減震器和后觀面威震器...閱讀更多掃描下方二維碼
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關于 Altair 澳汰爾
Altair（納斯達克股票代碼：ALTR）是計算科學和智能領域的全球領導者之一，在仿真、高性能計算 (HPC) 和人工智能等領域提供軟件和云解決方案。
展開 ZEMAX軟件技術應用專題：如何使用改進型光線瞄準和光線瞄準向導
在圖2中，場曲/畸變中有尖峰。這些尖峰是光線瞄準失敗造成的，通常是由于算法通過系統中的錯誤路徑跟蹤光線導致的。
另一方面，如果光線瞄準算法對于指定的視場角和光瞳坐標找不到任何有效的光線路徑，則會導致錯誤“無法確定對象坐標”，如圖3所示。當評價函數更新失敗時會彈出類似的錯誤消息“無法啟動光線”。請注意圖3中的兩條錯誤消息并不一定意味著光線瞄準存在問題。在大多數情況下，它們僅表示在物理上不可能找到具有指定視場角和光瞳坐標的光線路徑。
圖 2場曲/畸變分析中的尖峰
圖 3可能代表光線瞄準錯誤的提示
各個選項的含義
下面對新算法的每個選項進行解釋。請注意，用戶不必自行測試每個選項。在本文的后面部分，將介紹一個名為光線瞄準向導的工具，以幫助用戶確定使用哪個選項。
使用改進型光線瞄準：開始使用新算法。
使用高級收斂：旨在處理大量圍繞z軸旋轉的情況，同時它也適用于其他情況。
在緩存設置中使用回退搜索：最初是為了修復某些離軸或非球面系統而設置的。我們建議保持關閉，除非有其他問題。
步數：設置緩存設置過程中的步數。我們建議使用默認值，除非有其他問題，在這種情況下，您可以嘗試增加該值作為可能的解決方法。一般來說，較高的值會使算法更穩定但更慢。
22.1版本中算法的適用性
OpticStudio 22.1中發布的第一個改進型光線瞄準版本有一些局限性，在后續版本中會改進。
于原有的增強型光線瞄準Robust Ray Aiming和新納入的改進型光線瞄準Enhanced Ray Aiming的選擇，我們建議始終首先使用改進型光線瞄準，并且僅在它不起作用時才嘗試原有的增強型光線瞄準。在我們的測試中，改進型光線瞄準解決了增強型光線瞄準能夠解決和不能解決的所有問題。
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