LightTools Overview
Light Tools软件介绍
LightTools 简介LightTools 是一个全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系，提供最现代化的手段直接描述光学系统中的光源、透镜、反射镜、分束器、衍射光学元件、棱镜、扫描转鼓、机械结构以及光路。
由于LightTools 把光学和机械元件集合在统一的体系下处理，并配有“放置”光源、发射光线的非顺序面光线追迹的强大功能，使它在系统初步设计、复杂系统设计规划、光机一体设计、杂光分析、照明系统设计分析、单位各部门间学术交流和数据交换、课题论证或产品推广等各环节中均可发挥重要的作用，成为人们理想的工具。
LightTools 简介美国Optical Research Associates (ORA®) 公司以研制国际领先的CODE V® 光学工程软件而著称于世。
1995年，该公司根据用户需求和计算机技术的发展，隆重推出最新产品—光学系统建模软件LightTools，马上得到各国用户的欢迎和好评，并获得国际大奖。
1997年，ORA 又研制成功与LightTools 主体程序配套使用的Illumination 模块，圆满地解决了照明系统的计算机辅助设计问题。
其中的主要功能简单介绍如下：系统建模提供多种展现系统光机模型的方式和人机交互的手段。
使用者可直接在系统的二维、三维线框图或三维实体模型图上进行各种操作。
方便易用的图形交互式建模和修改功能包括元件或元件组的放置、移动、旋转、复制和缩放。
操作时既可用鼠标以实时观察修改造成的效果，也可用键盘以输入准确的数据。
透镜、反射镜和棱镜等光学元件及各种机械件可以极快地以图形方式“画入”系统。
系统数据可以用表格和元件详情对话框的形式列出和修改。
所有上述各种输入方式同时并存，可交替使用。
光机一体化设计光学和机械元件的形状的描述是通过对软件提供的一组尺寸可变的基本实体模型做布尔运算（与、或、异等等）实现的。
这些光学或机械部件的形状虽然可能非常复杂，但均可以在软件中得到精确的展现和描绘，并以光学精度进行光线追迹。
完整word版,lighttools中文说明
第一章介绍翻译：郑一狼照明作为光学领域中的一个重要部分，对于很多公司和它们的产品来说正变得越来越重要。
可是，直到现在对于照明系统设计和分析来说还没有可供广泛选择的专业软件，能够应用于照明系统的软件也很难使用。
正因为如此，目前照明系统的设计通常是建立系统的模型然后测试此模型。
Li gh tT oo ls的照明模块是为了满足照明行业的需要而编写的。
它通过计算机建模对照明系统进行精确的定量分析，从而帮助你更加快速有效的开发照明产品。
一.什么是L i gh t To o l s照明模块？Li gh tT oo ls照明模块是L i gh tT oo ls核心模块的可选的扩展模块。
它使用非序列性光线追迹并且基于元件进行建模，帮助你模拟完整的光学系统，包括系统的光源、光学元件和机械结构。
Li gh tT oo ls照明模块完全与Li gh t To ols核心模块相结合，并且添加了新的菜单和命令。
因为两个模块是相互结合的，一旦你熟悉了Li gh tT oo l s核心模块，那么在你了解了Li gh t To ol s照明模块的一些特性后，将很快能够使用L ig ht To ol s照明模块。
如果你是使用L i g h t T o o l s的新手，那么我们推荐你在学习L i gh tT oo l s照明模块之前先熟悉Li g ht To ol s核心模块，以此来熟悉Li gh tT oo l s的基本特性和操作。
Li gh tT oo ls照明模块使用非序列性光线追迹，这点和2D及3D设计视图是一致的，但是和I ma gi ng Pa th模块不一样，I m ag in g P a th模块只使用序列性光线追迹。
二．照明系统基础大部分照明系统拥有以下这些特性，所有以下这些特性都可以在Li gh tT oo l s中被模拟。
●系统有一个或更多的照明光源，通常成一定角度并且不均匀地分布在三维空间中。
●我们需要在系统的若干位置分析照度。
LightTools-照明设计解析软件
O P T I C A L R E S E A R C H ASSOCIATES 高峰
目录
1.引言
本文目录 结构
2.LightTools的组成模块
3.LightTools的应用领域
1.引言
LightTools是美国Optical Research Associates开发的真正意义上的照 明设计解析软件。内置3维CAD建模功能，在LightTools中可与任意的模块 进行组合，可自由设定反射、透射、散射、偏振光、薄膜等的光学特性。 可高精度、快速获得这些特性的照度分布、亮度分布、色度分布等计算结 果。LightTools依靠操作方便和丰富的设计功能模块，获得最佳的测试结 果，是一款卓越的照明设计工具。
2.LightTools的组成模块
★接收器设定 1.接收器（面、远场接收器） 2.表面的照度 3.亮度分布解析 4.光学系统整体的配光分布解析 5.滤光功能（面、波长、光路长度等） ★各种解析结果 1.2种亮度输出（空间亮度计，角度亮度计） 2.测试角度、范围的设定 3.散射图（光线和感光面的交点显示） 4.光栅图（伪彩表示） 5.线图 6.面图（3D阴影显示） 7.LumViewer（光栅、面、线同时显示） 8.CIE色度图输出 9.照度、角度强度分布的RGB输出 T功能（各光路的评价·解析、杂散光解析 11.光路追踪功能——光路的评价解析、杂散光解析
2.LightTools的组成模块
Solid Works Link Module
1.在Link的状态下，可以直接在LightTools中输入在Solid Works中制作的元 件和装配件。 2.在SolidWorks Link Module中设定的尺寸等参数可以直接在LightTools中编 辑。 3.与在LightTools中制作的其他元件相同，通过最优化功能能够自动修改在 LightTools中可编辑的SolidWorks模型的参数。
lighttools光学模拟软件使用手册
光度學
光亮度 Luminance或Brightness lm/m2-sr=cd/m2 =nit
WRITTEN BY ADAMLEE
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2014/7/9
輻射度學與光度學的轉換
一個candela發光強度的單位是定義為556nm的單色 光光源在一定方向發出每立體角1/683瓦特的輻射強 度 流明是均勻的點光源發出一個candela的發光強度的 光通量進入一個單位立體角
WRITTEN BY ADAMLEE
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2014/7/9
關與Receiver
Receiver是這樣一種特殊的物體,它為系統提供了一個約 定,系統會統計接觸到這一物體的光線數據.這裡再一次強 調“光線”是空間中帶有能量,方向向量及其他光線追跡 所必須的參數的點而不是一條線.
當你的系統已經包含Receiver,並進行了足夠數量的 光線追跡後,系統便可以按照不同類型的Receiver來進行 不同方面的分析工作.
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2014/7/9
Element panel
這個面板檔中包含八種類型的光學 元件,通過級連菜單選擇各分類命令. 由於LightTools提供了較為靈活的 定義方式,所以可以先不設置參數, 通過在3D窗口內點選的方式插入物 體.然後在System navigator中右鍵 單擊,修改該物體properties中的各 項參數設定
WRITTEN BY ADAMLEE
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2014/7/9
Error window
在這個窗口內,顯示在程式運行過程當中所出 現的錯誤或警告信息.這些信息通常是必須要 引起注意併解決的.如果你的程式經常給出這 樣的信息而得不到解決的話,那麼模擬的準確 性就十分值得懷疑了.
WRITTEN BY ADAMLEE
LightTools 中文学习手册
LightTools 中文学习手册LightT ools 中文学习手册（一）这是我2005年9月在上海的时候翻译的一段，LightTools Manual的一部分。
希望对大家有点帮助。
中华卫星第一章介绍LightTools是一种光学建模工具，它让你可以建立、观看、更改和分析光学系统的图片，和CAD程序是非常友好相近的。
不像典型的CAD程序，LightTools拥有光学设计和工程所要求的数值精度和特殊的光线追迹工具。
LightTools的光学建模设计考虑到了和CODE V一起配合来解决各种光学工程任务。
这些建模的核心就是LightTools Core Module-这本手册所描写的。
LightTools的成像路径建模在本书中也有描写。
其它增加的建模在拥有自己的独立向导手册。
如何使用本手册The Core module user’s guide 描写了LightTools程序的用处，包括具有方便的界面、LightTools针对你的光学系统的各种视图和对你系统操作的各种工具。
本手册认为你具有光学工作的知识，包括光学terminology和光学系统基础。
如果你没有这些背景，我们建议你去找一本好的光学书籍，例如Warren J. Smith (McGraw Hill) 的《Modern Optical Engineering》。
本手册所用的定义本书的字体类型和风格针对输入输出的重点的不同而有区别。
菜单选项是黑体特别的项目和文字为了保证重点突出在句子中被标记为斜体字，就像下面的例子：LightTools利用commas来区分坐标值和white space区分命令中的数据。
选定的连续的菜单选项用大于号（>）表示。
例如，View > 2D Design 表示点击了主菜单View，然后又点击了子菜单2D Design。
LightTools的多数操作都是通过鼠标完成的，但是也可以输入命令。
命令的标记为黑体字，例如，DXY 12,3,7意味着输入了DXY命令，紧接着就是一组变量（LightTools利用commas来区分坐标值和white space区分命令中的数据），除了字符串外（镜头文件的名字），用户输入的命令不是立即执行，你输入可以是各种情况。
lighttools光学模拟软件使用手册.ppt
輻射度學
物理量 Radiant Intensity輻射強度 單位 W/sr
光度學
Luminous Intensity 發光強度 燭光 Candela(cd)=流明/立體 角
單位面積單位立體角的光功率
輻射度學
物理量 輻射亮度 Radiance 單位 W/m2-sr
光度學
光亮度 Luminance或Brightness lm/m2-sr=cd/m2 =nit
WRITTEN BY ADAMLEE
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2020/4/19
關與Receiver
Receiver是這樣一種特殊的物體,它為系統提供了一個約 定,系統會統計接觸到這一物體的光線數據.這裡再一次強 調“光線”是空間中帶有能量,方向向量及其他光線追跡 所必須的參數的點而不是一條線.
WRITTEN BY ADAMLEE
9 2020/4/19
光學模擬軟體中光線的概念
任何一本教科書中光線追跡的章節，都會描述圖中帶箭頭的藍色線為“光 線”.但在光學模擬的過程中,我們需要不同的定義:“光線是空間中帶著方向向 量與光通量的點。圖中的這些線只是這些點通過光學系統的路徑。”光學模 擬的一切運轉都是基於這一點.
光度學 光通量 (Luminous flux) 流明(Lumen(lm))
單位面積上的光通量
輻射度學 物理量 輻射照度 Irradiance 單位 W/m2
光度學 光照度 Illuminance lm/m2 =Lux(lx)
WRITTEN BY ADAMLEE
5 2020/4/19
單位立體角的光功率
7 2020/4/19
關與精確度
人們經常問“光學模擬有多精確﹖”。這個當然是一位嘗試預測或解釋實務系統行為的 實務工程師所必須要問的問題。LightTools做所有的計算都可以採用浮點運算的方式， 但這並未告訴我們太多有關精確的問題。實際的解答必須依賴下面兩件事。
lighttools中文说明
第一章介绍翻译：郑一狼照明作为光学领域中的一个重要部分，对于很多公司和它们的产品来说正变得越来越重要。
可是，直到现在对于照明系统设计和分析来说还没有可供广泛选择的专业软件，能够应用于照明系统的软件也很难使用。
正因为如此，目前照明系统的设计通常是建立系统的模型然后测试此模型。
Li gh tT oo ls的照明模块是为了满足照明行业的需要而编写的。
它通过计算机建模对照明系统进行精确的定量分析，从而帮助你更加快速有效的开发照明产品。
一.什么是L i gh t To o l s照明模块？Li gh tT oo ls照明模块是L i gh tT oo ls核心模块的可选的扩展模块。
它使用非序列性光线追迹并且基于元件进行建模，帮助你模拟完整的光学系统，包括系统的光源、光学元件和机械结构。
Li gh tT oo ls照明模块完全与Li gh t To ols核心模块相结合，并且添加了新的菜单和命令。
因为两个模块是相互结合的，一旦你熟悉了Li gh tT oo l s核心模块，那么在你了解了Li gh t To ol s照明模块的一些特性后，将很快能够使用L ig ht To ol s照明模块。
如果你是使用L i g h t T o o l s的新手，那么我们推荐你在学习L i gh tT oo l s照明模块之前先熟悉Li g ht To ol s核心模块，以此来熟悉Li gh tT oo l s的基本特性和操作。
Li gh tT oo ls照明模块使用非序列性光线追迹，这点和2D及3D设计视图是一致的，但是和I ma gi ng Pa th模块不一样，I m ag in g P a th模块只使用序列性光线追迹。
二．照明系统基础大部分照明系统拥有以下这些特性，所有以下这些特性都可以在Li gh tT oo l s中被模拟。
●系统有一个或更多的照明光源，通常成一定角度并且不均匀地分布在三维空间中。
●我们需要在系统的若干位置分析照度。
光学解决方案组 CODE V 和 LightTools 软件及许可证密钥（2015年12月）说明书
Obtaining CODE V and LightTools Software and License KeysOptical Solutions GroupDecember 2015Copyright Notice and Proprietary InformationCopyright © 2015 Synopsys, Inc. All rights reserved. This software and documentation contain confidential and proprietary information that is the property of Synopsys, Inc. The software and documentation are furnished under a license agreement and may be used or copied only in accordance with the terms of the license agreement. No part of the software and documentation may be reproduced, transmitted, or translated, in any form or by any means, electronic, mechanical, manual, optical, or otherwise, without prior written permission of Synopsys, Inc., or as expressly provided by the license agreement.Right to Copy DocumentationThe license agreement with Synopsys permits licensee to make copies of the documentation for its internal use only. Each copy shall include all copyrights, trademarks, service marks, and proprietary rights notices, if any. Licensee must assign sequential numbers to all copies. These copies shall contain the following legend on the cover page:“This document is duplicated with the permission of Synopsys, Inc., for the exclusive use of______________________________ and its employees. This is copy number __________.”Destination Control StatementAll technical data contained in this publication is subject to the export control laws of the United States of America. Disclosure to nationals of other countries contrary to United States law is prohibited. It is the reader’s responsibility to determine the applicable regulations and to comply with them.DisclaimerSYNOPSYS, INC., AND ITS LICENSORS MAKE NO WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, WITH REGARD TO THIS MATERIAL, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.TrademarksSynopsys’ company and certain product names are trademarks of Synopsys, as set forth at:/Company/Pages/Trademarks.aspx. All other product or company names may be trademarks of their respective owners.Obtaining CODE V and LightTools Software and License Keys iiTable of ContentsIntroduction (1)Signing Up for a SolvNet Account (1)Obtaining License Keys (2)License Key Delivery (4)Obtaining Host IDs (5)Downloading CODE V or LightTools from SolvNet (6)Ordering Media (CDs/DVDs) (9)Installing CODE V or LightTools (11)Fixed License Users (11)Floating License Users (11)Definitions (12)Obtaining CODE V and LightTools Software and License Keys iiiObtaining CODE V and LightTools Software and License Keys ivIntroductionCODE V and LightTools software and license keys are available for download from the Synopsys SolvNet website. This document provides instructions on how CODE V and LightTools users can obtain the software and license keys. See Definitions on page 12 if any terminology is unfamiliar to you.Signing Up for a SolvNet AccountAll users who download CODE V and LightTools software and license keys must sign up for a Synopsys SolvNet Account.1.Go to https:// and click the Sign Up For An Account link.2.During the registration process, you will need to enter your company’s Site ID. Ifyou do not know your company’s Site ID, please contact**************************** to request it. Be sure to include your company name and address in the email request.3.SolvNet will send you a confirmation email. Follow the link in the email to completethe registration process.Obtaining CODE V and LightTools Software and License Keys 1Obtaining CODE V and LightTools Software and License Keys2 Obtaining License KeysA License Key is a file containing licensing information for your specific USB dongle (or PC Hardware if no dongle is used). The SmartKeys web interface on the Synopsys SolvNet site can be used to obtain license keys. To obtain your license keys:1. Navigate to the SmartKeys page on SolvNet. You can go to SmartKeys directly usingthis link: https:///SmartKeys . You can also navigate there from the SolvNet Downloads page by clicking the SmartKeys link in the lower right column.2. On the SolvNet SmartKeys home page, click the Key Retrieval link.3.The SmartKeys Key Retrieval page displays. Click the Retrieve Licenses button toreceive an email with the license keys for your company.Note: You will receive separate emails for each Host ID at your company, each witha single license key attached. This will include license keys for all Synopsys productsthat your company licenses. To obtain license keys for a single USB dongle, you can enter the Host ID of your CODE V or LightTools USB dongle in the Host ID(Optional) data field. If you do not know the Host ID value for your USB dongle, see Obtaining Host IDs on page 5.Obtaining CODE V and LightTools Software and License Keys 3License Key DeliveryYour CODE V or LightTools license key will be delivered as a text file attached to an email from the SmartKeys system. The email will include the Host ID for which the license key is valid. Below is a sample License Key email. Save this file to a convenient location on your PC. You will need to access this file to activate CODE V or LightTools.Attachment:Synopsys Key for Site ID 26674 Server 9689 (snpslmd).txt (4 KB)Subject: Synopsys Key for Site 26674 Server 9689 ABC OpticsAttached, in text format, are the current Synopsys license keys for your siteID. These keys are for server 96828 and support host ID 80-A12B5.These keys will not reflect pending orders.Product material numbers which start with "#*" are off-support and thus no keysare provided. To receive these keys, contact your Account Manager to go backon support ("maintenance") or to request "off-support keys."If you feel that your keys are incorrect, please contact your Account Manager.Please save this attachment and install onto your license servers. Forinstallation help, consult the License Installation Guide or go to/Support/LicensingYour use of these keys is subject to your license agreement with Synopsys.Obtaining CODE V and LightTools Software and License Keys 4Obtaining Host IDsThe Host ID is a unique value encoded on the USB dongle (or PC hardware if you are not using a dongle) used to run CODE V or LightTools. Each license key is associated with a specific Host ID. If you have multiple seats of CODE V and/or LightTools at your company, you can identify which license key file is associated with your specific USB dongle using the Host ID value.If you do not know the Host ID value for your USB dongle, you can download a copy of the GetHostID utility from /support/support-host-id.html. Double-click the file GetHostID.exe to launch the utility.In the above example, the Host ID for the USB dongle is 80-2F478. If the GetHostID utility is encountering problems reading the USB dongle, you may need to download and install the Sentinel USB Key driver from /support/support-usb-drivers.html.If you are not using a USB dongle, your license key is associated with a unique Host ID value for your specific PC hardware. In the above example, the Host ID for the PC hardware is 4-1EFDC.Obtaining CODE V and LightTools Software and License Keys 5Obtaining CODE V and LightTools Software and License Keys 6 Downloading CODE V or LightTools from SolvNet1. To download CODE V or LightTools software, log onto your SolvNet account andclick Downloads .2. You can also use this direct link: https:///DownloadCenter .3. Select the product you want to download. All Synopsys products currently licensed atyour company will be listed. The following example shows only CODE V and LightTools.4.Select the specific version you would like to download.The Downloads page displays.5.Click the Release Alerts link to display a Release Alerts pop-up page that allowsyou to subscribe to Release Notification emails from SolvNet. These emails let youknow when a new version of CODE V or LightTools is available for download.a.Click the product name for which you would like to receive notifications orclick ALL to receive notifications for all products in the list.b.Click the Add button.c.Click the Include patch notifications checkbox. This allows you to receivenotifications of CODE V and LightTools service releases.d.Click the Update button.You are returned to the Downloads page.6.On the Downloads page, click Download Here.7.On the Electronic Software Transfer (EST) page, click the button to begindownloading the specified software.Ordering Media (CDs/DVDs)If you unable to download software and would like to order media (CD or DVD), you can do this directly on SolvNet. To order media:1.Click the MediaCenter link in the lower right corner of the SolvNet download page.2.On the Media Center page, select the product (CODE V or LightTools) and click theAdd button.plete the Shipping Address information (most will be automatically filled out foryou) and click Continue.4.Review the shipping request and click Place Order.Installing CODE V or LightToolsComplete installation instructions for both CODE V and LightTools are available at /support/support-install-lic-overview.html. Following is a high-level overview.Fixed License Users1.Install CODE V or LightTools on your PC. After downloading the latest CODE V orLightTools release from SolvNet, double-click the downloaded .exe file to start the installation. You will need administrator privileges on your PC to complete theinstallation process.2.After installing CODE V or LightTools, you will need to obtain your license key.After receiving your license key file from SmartKeys, save it to a convenient location on your PC.3.To apply the license key file, choose:Start > Programs > CODE V 10.x > Fixed License Installeror:Start > Programs > LightTools 8.x.x > Fixed License InstallerBrowse to your license key file and select it.Floating License UsersIf you use CODE V or LightTools with a floating license, the Sentinel License Manager must be installed on the network server. The Sentinel License Manager is also available for download at /support/support-install-lic-overview.html.DefinitionsBelow is a summary of terms used in this document.SolvNet: The Synopsys customer portal (https://). This is where you will go to download CODE V and LightTools, as well as the license keys. SmartKeys: SolvNet page where license key requests are made.License Key: License file containing the encoded information needed to run CODE V or LightTools for a specific USB dongle or PC.Host ID: Hexadecimal value (for example, 80-1A23D) encoded on the USB dongle or specific PC. The Synopsys SmartKeys site and delivery email reference the Host ID value when license keys are requested and delivered.Site ID: Unique number used to identify a specific company. Every company that uses CODE V and LightTools software, or other Synopsys software, will have a unique site ID.。
LightTools 2022.03 光学系统仿真软件说明书
PRODUCT FEATURES
扩展了 CODE V 和 LightTools 的互操作性 CODE V 和 LightTools 之间改进互操作性的功能，可以使设计者易于模
拟包含成像和非成像元件的光学系统，并节省开发时间。
CODE V 基于表面的模型能够在 LightTools 中自动转换为高保真度的实体模型，用于光学产品仿真。
产品之间的设计更新实现无缝保持，作用范围包括所有光学属性、接收器和光源。
基于表面的建模 LightTools 中基于表面的建模允许将导入的几何体作为独立的曲面及几何实体的一部分进行光线追迹，以实现更高效与更灵活的光学系统仿
真。
新的建模和光线追迹功能对 AR/VR 头戴式设备、 LiDAR、车用摄像
头以及头戴显示产品中的照明元件设计尤其实用。
仿真功能的增强 为 AR/VR 头戴式显示设备以及LiDAR 光学系统提供额外支持的增强仿真功能包括： •光源建模的改进：例如新的定位选项和切趾分布、在配置和优化中使用单色光源光谱类型，以及设置光源偏振的功能•
光程长度分析可用于反向光线追迹•
相干模拟可使用多波长光源并可导出复数场数据•光栅可进行衍射效率的计算
全新模块：SmartStart 资料库 利用 LightTools SmartStart 资料库可以设计出具有极致物理真实感的虚拟样机，该数据库提供广泛的测量材料数据及光学属性数据。
借助
SmartStart 资料库中的资源，设计者可以快速地决定光学系统中使用的
材料，用以优化产品性能并节约成本。
LightTools 2022.03 版本更新亮点 提升您的照明光学设计。
LightTools Overview
上海欧熠光电科技有限公司版权所有，LightTools 概述, Slide 32
建立灯丝
1.3 mm
4.1 mm
• 使用简单形状的光源建立复杂形状 的灯丝
• 指定表面属性 • 指定 角度/空间/ 体 切趾文件 • 实用工具宏提供了很好的函数集，
分光器、投影镜头等 • 可以从 CAD 软件导入机械部件 • 投影镜头的整体分析 • 对光能利用效率和均匀度进行优化 • 根据标准进行均匀度和对比度测试
的工具宏
上海欧熠光电科技有限公司版权所有，LightTools 概述, Slide 10
平板显示器的背光
• 手机、电脑、电视机和仪表的背光照明 • 准确的光源建模 • 快速纹理模拟: 印刷网点和 3D 网点 • 建好的 3M BEF 库可直接调用 • 亮度分析(取决于观察角度) • 色度分析 • 注射效率的优化 • 均匀亮度的优化 • 独特的工具: 背光优化专用宏 BPO
进行数据交换
• 根据标准进行测试仿真 • 自动公差分析 • 色度分析 • 进行光路分析以控制杂散光 • 真实感渲染的照片
上海欧熠光电科技有限公司版权所有，LightTools 概述, Slide 9
投影机设计
• 使用弧光灯/LED的数字投影机 • 光源建模 • 色彩混合分析 • 偏振光追迹 • 模拟滤片、偏振片、BEF增光片、
上海欧熠光电科技有限公司版权所有，LightTools 概述, Slide 14
章节
• 用途概述 • 设计过程 • 分析设计 • 优化设计 • 实现设计
上海欧熠光电科技有限公司版权所有，LightTools 概述, Slide 15
lighttools 保存光线路径 -回复
lighttools 保存光线路径-回复LightTools是一款专业的光学仿真软件，它被广泛用于设计和优化光学系统。
LightTools具有强大的光线追踪功能，可以追踪光线在仿真模型中的路径，并计算出光线在模型中的传播特性。
在本文中，我们将逐步解释如何使用LightTools保存光线路径。
第一步是创建仿真模型。
在LightTools中，我们可以使用多种几何体（例如球体、立方体、圆柱体等）来构建我们的模型。
我们还可以添加光源、检测器和表面属性等组件。
在创建模型时，确保模型的几何形状和材料属性与实际系统匹配，以便获得准确的仿真结果。
第二步是定义光线的起始位置和传播方向。
在LightTools中，我们可以选择光线的起始位置和传播方向，以模拟实际系统中的光线。
可以使用LightTools中提供的交互式工具，例如“光线发射器”，来定义光线的起始位置和方向。
在定义光线时，可以根据实际需求设置不同的参数，例如光线的发射模式、波长和强度等。
第三步是设置光线追踪的参数。
在LightTools中，我们可以设置光线追踪的参数，以控制光线的追踪精度和计算时间。
例如，可以选择追踪的最大光线数、最大追踪次数和追踪模式等。
设置这些参数时，需要根据实际需求权衡计算速度和仿真精度。
第四步是运行仿真并保存光线路径。
在LightTools中，我们可以运行光线追踪仿真，并将光线的路径保存到文件中。
在运行仿真之前，确保已经定义了所有必要的参数和设置。
在仿真运行期间，LightTools会计算光线在模型中的传播路径，并将路径信息保存到指定的文件中。
可以选择不同的保存格式，例如文本文件（例如CSV或TXT格式）或二进制文件。
第五步是分析保存的光线路径。
在LightTools中，我们可以使用内置的分析工具来分析保存的光线路径。
例如，可以使用“路径分析器”工具来查看光线在模型中的传播路径、损耗和散射等信息。
可以根据这些信息来优化光学系统的设计，并提高系统的性能。
背光显示的光学设计工具LightTools
背光显示的光学设计工具LightTools 背光显示的光学设计工具LightTools 导言背光应用于小型轻便要求从背后照明的平板液晶显示器LCD等电子设备包括小到如手掌大小的手持设备大到大屏幕电视机。
背光设计的目标包括低功耗超薄高亮度亮度均匀大面积不同宽窄的视角控制。
为了实现这些挑战性的设计目标并控制成本和快速实现必须使用电脑辅助光学设计工具进行设计。
本文介绍了美国ORA公司的LightTools光学设计和分析软件的特性可用于开发当今最先进的背光设计应用。
用于背光的光学设计和分析工具背光照明系统需要将来自一个或多个光源的光进行某种转换然后在一个区域或一个立体角里产生需要的配光分布。
照明设计软件必须能够几何建模对不同类型的光源和转换单元设定光学特性参数而且必须能够使用光学追迹的方法来评价光线通过模型的路径并计算最后的光分布。
光分布采用蒙特卡罗模拟来计算特定区域和/或角度的照度亮度或发光强度。
光线从光源以随机的位置和角度发出通过光学系统追迹并在接收面上接收。
照度可以从表面接收器计算出来强度可以从远场接收器获得。
通过在接收器表面定义亮度计可以计算出亮度随空间和角度的分布。
在某些情况下分析显示器的色度可能是很重要的。
指定光源如发光二极管的光谱能量分布输出CIE 坐标值以及相关色温CCT量化显示器的色度在显示器上生成RGB真实光线渲染的图形。
这些分析在LightTools软件中都可以做到。
背光显示器的特点对照明分析软件有特别的要求。
正如将要说明的背光发出的光线取决于印刷点的分布密度或者微结构的分布模式。
对特定的微结构阵列的建模如果直接使用CAD模型可能会导致非常大的模型尺寸。
LightTools软件提供三维纹理阵列定义的功能能够进行准确的光线追迹和渲染由于没有使用直接构建的几何模型所以模型的体积更小光线追迹更快。
背光分析的另一个方面包括光线在导光板表面的分光和散射。
由于使用蒙特卡洛方法仿真照明效果有可能必须使用大量光线追迹以获得足够精度的设计。
Lighttools基础教程
光源方向和角度调整
根据实际需求调整光源的方向和角度，以模 拟复杂的光源场景。
THANKS
感谢观看
设置光源属性，如颜色、亮度、方向等，以控制 照明效果。
调整物体表面的反射和漫反射属性，模拟不同材 质对光线的响应。
运行模拟，观察照明效果，并调整参数以优化照 明效果。
分析光在复杂环境中的传播特性
• 总结词：通过模拟光在复杂环境中的传播特性， 深入了解光的反射、折射和散射等物理现象。
分析光在复杂环境中的传播特性
Python脚本
Lighttools支持Python脚本语言，用户可以使用Python脚本来自动化操作，实现复杂的光路模拟和数据处理。
脚本编辑器
Lighttools提供脚本编辑器，用户可以方便地编写和调试Python脚本，提高工作效率。
自定义材料属性和边界条件
材料属性
用户可以自定义材料的属性，如折射率、反射率、吸收率等，以便模拟不同材料的光学 特性。
02
考虑场景中的物体和环境因素，调整光源的照射范 围和亮度。
03
通过模拟评估照明效果，如照度、均匀度和颜色质 量等。
05
Lighttools常见问题解答
如何解决模拟结果不准确的问题
模型建立问题
检查模型建立过程是否正确，确保几何形状、 材料属性等设置无误。
光源和探测器设置
检查光源和探测器的设置，包括波长、角度 等，确保与实际相符。
01
详细描述
02
创建复杂的环境模型，包括多个物体、光源和散射介质。
设置光源的发射角度和波长范围，模拟不同光线在环境中的传
03
播。
分析光在复杂环境中的传播特性
应用lighttools的投影机设计
设计过程中需要关注的问题。
应用领域的拓展
03
随着投影技术的不断进步和应用领域的拓展，投影机将更加广
泛地应用于教育、娱乐、商业等领域。
05
结论
Lighttools在投影机设计中的重要性
高效的光路模拟
Lighttools能够模拟投影机的光路，帮助设计师快速评估不同设计 方案的效果，减少试验次数和成本。
投影机照明系统的设计
01
02
03
光源选择
根据投影机的应用需求和 性能要求，选择合适的光 源类型和规格，如LED、 激光等。
光路设计
通过模拟和优化光路设计， 可以提高光源的利用率和 投影图像的亮度，同时减 少光路中的损耗。
色彩管理
对投影机的色彩进行管理 和校正，确保投影图像的 色彩准确性和一致性。
投影机散热系统的设计
应用Lighttools的投 影机设计
• 引言 • Lighttools在投影机设计中的应
用 • Lighttools在投影机设计中的优
势 • 投影机设计的未来展望 • 结论
目录
01
引言
投影机设计的背景和重要性
投影机在现代显示技术中扮演着重要角色，广泛应用于教育 、娱乐、商业等领域。随着技术的不断发展，投影机的设计 要求也越来越高，需要满足高亮度、高分辨率、低成本等需 求。
4K和8K超高清投影技术
随着显示技术的不断发展，4K和8K超高清投影 机将成为未来主流，能够提供更细腻、真实的画 面效果。
投影与交互技术的结合
将投影技术与交互技术相结合，实现互动投影、 触摸屏幕等功能，拓展了投影机的应用领域。
Lighttools软件的发展方向
智能化设计
提高软件的自动化和智能化程度，减少人工干预，提高设计效率。
LightToolsOverview_Seven
LightTools 介绍
• LightTools基于三维立体模型的照明和光学设计软件, 其拥有的交互式界面简化了光学设计系统，尤其适用 于照明系统 • 拥有超强分析性和直观几何性的编辑工具 • 具有独特的交互式设计方法，其附带的快而准的光 线追踪引擎借助蒙特卡洛方法来模型化
• • • 为了在背光导光板中得到相同的照度和亮度，经常使用印刷和铸模的微细构造 （点图） 依靠3DTexture功能,可以很容易的进行这些设定 可把用3D CAD及LightTools模型制作的 任意形状作为构造利用
数百万刻缝的排列
快捷的3DTexture的形状和 快捷的3DTexture的形状和配置 3DTexture
随时可以暂停的功能按钮
非序列光线 亦可被优化
LightTools基本光学分析图 • 解析模型 亮度分布
光度分布
光度分布 色分布 色度分布
LightTools的模块构成
基本模块 基本模块
光学系统的模型和简单的 光学系统的模型和简单的 NS非序列光线追踪 非序列光线追踪 ・2D/3DTexture ・AOI Scattering ・设计程序功能等
照明设计软件LightTools介绍
设计, 分析, 优化
叶 浩 应用工程师
© 2008 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.
Slide 1
照明设计软件LightTools LightTools是美国Optical Research Associates开发的真正意义上的照明设计解析软件。 内置强大三维CAD功能，在LightTools中可与任意的 模块进行组合，可自由设定反射、透射、偏振光、薄 膜等的光学特性。可高精度、快速获得这些特性的照 度分布、亮度分布、色度分布等计算结果。 LightTools依靠操作方便和丰富的设计功能模块，获 得最佳的测试结果，是一款卓越的照明设计工具。
lighttools物方光源相对发射面积
Lighttools物方光源相对发射面积
Lighttools是一个先进的照明仿真软件，可以模拟真实世界的光线传播和交互过程。
在Lighttools中，物方光源的相对发射面积是一个重要的参数，它描述了光源在物体表面的投影面积与光源实际面积之比。
当物方光源的相对发射面积较大时，意味着光源在物体表面的投影面积较大，这通常意味着光源能够照亮更大的物体表面。
这种光源适用于需要大面积照明的情况，例如室内照明设计、舞台灯光等。
相反，当物方光源的相对发射面积较小时，光源在物体表面的投影面积较小，这通常意味着光源能够照亮较小的物体表面。
这种光源适用于需要精确照明的情况，例如摄影、显微镜照明等。
在Lighttools中，可以通过调整光源的参数来改变物方光源的相对发射面积。
例如，可以调整光源的形状、大小、方向、亮度等参数来改变其在物体表面的投影面积。
此外，还可以通过调整物体的材质、表面结构等参数来影响光源的反射和漫反射效果，从而进一步影响物方光源的相对发射面积。
总之，物方光源的相对发射面积是Lighttools中的一个重要参数，它对于模拟真实世界的光线传播和交互过程具有重要意义。
通过调整光源和物体的参数，可以模拟不同的照明场景，从而为实际应用提供重要的参考和指导。
[说明]lighttools中文说明
![[说明]lighttools中文说明](https://img.taocdn.com/s3/m/5dd234d46037ee06eff9aef8941ea76e58fa4abe.png)
[说明]lighttools中⽂说明[说明]lighttools中⽂说明第⼀章介绍翻译:郑⼀狼照明作为光学领域中的⼀个重要部分，对于很多公司和它们的产品来说正变得越来越重要。
可是，直到现在对于照明系统设计和分析来说还没有可供⼴泛选择的专业软件，能够应⽤于照明系统的软件也很难使⽤。
正因为如此，⽬前照明系统的设计通常是建⽴系统的模型然后测试此模型。
LightTools的照明模块是为了满⾜照明⾏业的需要⽽编写的。
它通过计算机建模对照明系统进⾏精确的定量分析，从⽽帮助你更加快速有效的开发照明产品。
⼀.什么是LightTools照明模块,LightTools照明模块是LightTools核⼼模块的可选的扩展模块。
它使⽤⾮序列性光线追迹并且基于元件进⾏建模，帮助你模拟完整的光学系统，包括系统的光源、光学元件和机械结构。
LightTools照明模块完全与LightTools核⼼模块相结合，并且添加了新的菜单和命令。
因为两个模块是相互结合的，⼀旦你熟悉了LightTools核⼼模块，那么在你了解了LightTools照明模块的⼀些特性后，将很快能够使⽤LightTools照明模块。
如果你是使⽤LightTools的新⼿，那么我们推荐你在学习LightTools照明模块之前先熟悉LightTools核⼼模块，以此来熟悉LightTools的基本特性和操作。
LightTools照明模块使⽤⾮序列性光线追迹，这点和2D及3D设计视图是⼀致的，但是和Imaging Path模块不⼀样，Imaging Path 模块只使⽤序列性光线追迹。
⼆(照明系统基础⼤部分照明系统拥有以下这些特性，所有以下这些特性都可以在LightTools中被模拟。
, 系统有⼀个或更多的照明光源，通常成⼀定⾓度并且不均匀地分布在三维空间中。
, 我们需要在系统的若⼲位置分析照度。
, 我们需要分析远场的发光强度。
, 我么需要创建不同的曲⾯属性，包括菲涅尔损失和散射特性。
Lighttools光学仿真软件-含核心模块(Core Module)、照明模...
Lighttools光学仿真软件-含核心模块（Core Module）、照明模块（Illumination Module）、优化模块（Optimization Module）、高级物理模块（Advanced Physics Module）和数据交换模块（Data Exchange Module）各模块性能：（1）核心模块：为所有模块的工作基础。
提供图形化的三维实体建模功能和交互式光线追迹，用于创建可视化的光学和光机一体化系统包括定义材料和光学表面属性的功能。
具备指导功能的用户界面、中英文界面的自由选用、面向任务和应用的各类数据库、专用工具箱和设计系统实例、可扩展编程的自动化流程以及机械模型的照片级渲染；（2）照明模块：分析和模拟光通过模型中的光学和机械部件后的情况。
可描述多个光源和接收面，使用蒙特卡罗快速追迹光线，提供经过模型之后的强度、亮度、照度的精确预测。
照明分析功能可现实光源在模型中的发光效果；（3）优化模块：可自动提高各种照明系统的性能。
可人已从多种系统参数中选择优化变量，确定边界条件和评价函数以获得需要的系统性能指标可确保在很短时间内获得实用解决方案；（4）高级物理模块：拓展了高端应用的光学模拟功能。
可充分利用编程扩展的优势来开发、定制新型光学元件和照明子系统，如复印机、扫描仪、偏振元件、散射片、膜系、包括渐变折射率在内的特殊光学材料等。
结果可打包成方便小巧格式，与他人共享。
可创建磷粉发光材料；（5）数据交换模块：提供符合工业标准的CAD文件输入和输出功能，包括各自独立的IGES、STEP、SAT、CATIA_V4、V5和Parasolid格式的数据交换模块。
同时支持对导入几何体的结组、简化、修复功能，以维持CAD模型的完整性和提高光线的追迹速度。
可实现功能（1）交互式（point-and-shoot）光线追迹可以快速检验系统模型；（2）优化功能，可自动提高系统性能；（3）系统模型构建，包括偏振、散射、表面反射、折射与衍射、镀膜和彩色滤光片等特性；（4）支持各类表面光学属性，包括彩色和半透明光学塑料和玻璃、毛面和亚光表面涂料、光学镀膜和滤光片；（5）复杂光学表面和元件建模；（6）全系列光源模型；（7）接收面滤片功能；（8）支持基于测量的光线数据库光源，包括Radiant Source TM光源模型；（9）使用测试(BSDF)散射数据模拟散射效果；（10）自带建模库、光源库、表面涂饰库、镀膜库、滤色片库和面向应用的工具库；（11）交互式智能化的用户界面；（12）支持Visual Basic宏定制解决方案；（13）与CAD软件协同工作。
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3D 纹理
• 在表面上可以定义任意数量的同样的或者 是相似的微结构
• 特别用于: – 背光设计光能拉伸 – 导光管设计 – 受控的角度分布 – 复眼透镜聚光镜
• 预先定义的形状 – 球形，棱镜形，柱形等
• 客户自定义微结构，例如从 CAD 导入的 • 在表面上分布可以发生变化的微结构参数:
• 对灯丝的支持(尺寸和位置)， 对于得到正确的“ 阴影” 效果非常重要
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建立灯丝
1.3 mm
4.1 mm
• 使用简单形状的光源建立复杂形状 的灯丝
• 指定表面属性 • 指定 角度/空间/ 体 切趾文件 • 实用工具宏提供了很好的函数集，
• 从自定义材料中挑选 – 体散射、MIE和自定义(例DF 20) – 发光材料(LED 磷粉) – 材料色彩 – 非常准确地控制自定义的材料属 性
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表面属性
• 光学表面质量比材料本身更能控制光线的走向 • 标准的光学表面属性
• 测试出的 BSDF 数据 – 可以直接被 LightTools 使用 – 支持 2D 和 1D 数据集格式 – 支持各向异性数据
• 偏振 – 线偏振片 – 理想延迟片 – Jones矩阵 和 Mueller 矩阵
• 自定义的光学属性 – 完全控制对模型的作用 – 转换测试数据
2D Scans
1D Scans
– 尺寸、方向、密度、形状等
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布尔运算
• 实体建模特色 • 可行的布尔运算操作:
– 合并 – 相交 – 相减 – 修剪 • 可作用于 LightTools 几何体 • 可作用于导入的几何体
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实例
H7 灯泡光源模型
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灯泡结构
• 对简单的几何形体进行布尔运算操作建立灯泡的 外壳
– 几乎对所有的形体都可以合并、相交、相减、 修剪
– JumpStart 函数(例如: MakeRevolutionPolylineFilleted) 允许 “倒角”， 生成平滑的边缘过渡
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LightTools 自建几何体
• 简单形体 – 球、椭球 – 长方体、圆柱体、锥体 – 环形体 – 拉伸或者旋转的多面体，例如菲涅耳透镜 或者桶状透镜
• 复杂实体 – 透镜包括非球面、双二次曲面、自由曲面 – 多个横截面轮廓分析设计 • 优化设计 • 实现设计
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照明光学
• 必须要考虑控制光线的许多工业应用
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LightTools 是什么 ？
• LightTools 是一种照明设计环境，它整合了3D CAD、光学建模、交互式 用户界面，它可以简化光学系统的设计，尤其是对于照明应用
• 结合了强大的分析功能和直觉的几何建模工具 • 独特的交互式 “point and shoot” 光线追迹，使用蒙特卡罗方法预测照明
原型仿真
• 使用LightTools 照明工程师可以很快开发出产品的虚拟原型 – 通常比建立真实的物理原型要更加便宜、更加快捷 – 可以准确地在实验室抓住虚拟原型的主要特征 – 可以进行在实验室无法轻易完成的复杂分析 – 可以使用多种设计手段并进行比较 – 可以快速更改设计，重新分析，以便在制造之前得到最优化的解决 方案
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• LED 准直器 • LED 磷粉 • LED 灯具 • 色彩混合光学元件 • 精确模拟光源 • 精确模拟表面 • 照度和强度分析 • 色彩混合分析 • 均匀或者特殊光分布优化 • 输出到 IES 和 Eulumdat • 真实感渲染照片
效果 • 通过CAD 输入/输出 支持工程的整合设计，支持编程的高级功能
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LightTools 界面图
工具条 导航树
3D 设计视图
信息窗口
命令按钮
命令行
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表面属性区
• 光学表面属性是定义在属性区上
• 每个表面可以有很多属性区 • LightTools 使用伪彩编码表示不同特性
的光学表面属性
• 可以使用 bitmap 图定义复杂的属性区
例：仪表盘的 Bitmap 图
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分光器、投影镜头等 • 可以从 CAD 软件导入机械部件 • 投影镜头的整体分析 • 对光能利用效率和均匀度进行优化 • 根据标准进行均匀度和对比度测试
的工具宏
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平板显示器的背光
• 手机、电脑、电视机和仪表的背光照明 • 准确的光源建模 • 快速纹理模拟: 印刷网点和 3D 网点 • 建好的 3M BEF 库可直接调用 • 亮度分析(取决于观察角度) • 色度分析 • 注射效率的优化 • 均匀亮度的优化 • 独特的工具: 背光优化专用宏 BPO
LightTools 概述 2009.2
设计，分析，优化，实现
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前言
• 本次将介绍照明设计软件LightTools的整体设计 环境和用途
• 章节 – 用途概述 – 设计过程 – 分析设计 – 优化设计 – 实现设计
真实感渲染的照片
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参数化控制
• 参数化控制让你在模型的参数之间建立复杂的关系 – 类似于 CODE V 里面的“Pickups” ，但是更灵活 – 保持对称关系 – 建立多个同样的元件，但是可以通过只改变它们的父元件来做全部 元件的更改 – 把许多模型元件组织为一个单独的参数
• 自动保持关系 • 建立复杂的表达式用于优化
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轻易控制复杂的几何形状
弯曲导光管
只要一个参数!
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定义材料
• 从下面数据库中挑选材料: – 塑料 – 光学玻璃 – 非透明材料作为镜筒 – 标准渐变折射率材料
汽车内部照明
• 阅读灯 • 内部灯光 • 仪表 • 控制旋钮… • 真实光源模型 • 数据库光源 • 亮度分析 • 色度分析 • 参数化的设计 • 均匀度优化 • 真实感渲染的照片
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汽车外部照明
• 信号照明 • 前大灯 • 真实光源模型/数据库光源 • 参数化的设计，与CATIA/SolidWorks
光源定义
• 光源可以 – 基于发光的数据信息在 LightTools 建立数据模型 – 在LightTools 建立真实的物理模型 – 导入从专业测量公司测试出来的光 线数据
• 光源由下列特征来定义 – 几何形状 – 方向特性 – 空间特性 – 光谱 – 功率 – 光学表面属性
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灯光设计 LED 封装
• 外部照明、街道照明 • 外部灯光技术照明 • LED 灯具设计 • 色彩混合光学元件 • 精确的光源模拟 • 精确的表面模拟 • 照度和强度分析 • 色彩混合分析 • 均匀或者特殊光分布优化 • 输出到 IES 和 Eulumdat • 真实感渲染照片
建立光源的物理模型
• 建立光学系统式的光源模型 – 复杂的光源结构 – 复杂的光学/机械 细节
• 典型例子: – 汽车灯(OSRAM H7) – 磷粉白光 LED – LED 封装 – 弧光灯，例如 HMI
• 应用 – 光源开发 – 杂散光分析 – 光源公差分析
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杂散光分析
• 杂散光是故障的根源 – 成像系统 – 灯具照明应用系统
• 精确模拟点和镀膜/非镀膜 表面 • 散射面的定位区域 • 可以自己编程的光学属性 • 杂散光路的确定方法
– 光线路径分析 – 接收器滤片 • 消除、抑制杂散光的优化
• 优化 – 自动改变系统结构/规格以满足光学要求，然后重新分析
• 实现 – 向制造方交付最终的设计，进行真实模型的建造
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设计
• 建立几何模型 – 自建的或是从其它 CAD 软件导入的模型(或者二者结合) • 定义材料 • 定义模型表面的光学属性 • 定义光源光谱、功率、切趾文件 • 定义待分析的接收器