Light Tools软件介绍
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。
lighttools布尔运算
lighttools布尔运算【实用版】目录1.LightTools 简介2.布尔运算的概念与应用3.LightTools 中的布尔运算功能4.布尔运算在 LightTools 中的操作方法5.布尔运算的实际应用案例6.总结正文【1.LightTools 简介】LightTools 是一款功能强大的光学设计软件，广泛应用于光学成像、照明设计等领域。
它提供了丰富的光学元件库和强大的光学分析功能，可以方便地对光学系统进行建模、分析和优化。
【2.布尔运算的概念与应用】布尔运算（Boolean operation）是计算机图形学和数字图像处理中的一种重要运算方法，主要包含三种操作：并集（OR）、交集（AND）和差集（XOR）。
在光学设计中，布尔运算常用于处理光学元件的形状、尺寸等参数，以实现对光学系统的优化。
【3.LightTools 中的布尔运算功能】LightTools 软件提供了布尔运算功能，用户可以利用该功能对光学元件进行操作，实现光学系统的优化。
通过布尔运算，用户可以轻松地对光学元件进行合并、相交和相减等操作，从而得到更优的光学系统。
【4.布尔运算在 LightTools 中的操作方法】在 LightTools 中，用户可以通过以下步骤进行布尔运算：1.打开 LightTools 软件，创建或打开一个光学设计项目。
2.在元件库中选择需要进行布尔运算的光学元件，将其添加到光学设计中。
3.选中需要进行布尔运算的元件，点击菜单栏中的“Geometry”选项。
4.在下拉菜单中选择“Boolean Operations”，接着选择需要进行的布尔运算操作（并集、交集或差集）。
5.根据软件提示，设置布尔运算的操作参数，如运算对象、运算方式等。
6.点击“Apply”按钮，完成布尔运算操作。
【5.布尔运算的实际应用案例】例如，在设计一个光学成像系统时，我们可以利用布尔运算功能将多个透镜元件合并成一个复合透镜，以减小系统的体积和重量。
Lighttools基础教程
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Hale Waihona Puke LT软件的使用——光学系统模型
内建模型 元件 机械模型 模型修改 导入外部光源 文件→导入→STEP等通用格式
文件→Solidworks Link
LT软件的使用——光学系统模型
材料的设置 在“系统浏览器”的“分量”中右键点击3D模型，可以设置属性。 其中最关键的是材料的设置。
www.osram.de
教程
| 2014-4-10| DCS
软件介绍
LightTools 软件由美国Optical Research Associates (ORA)公司开发的光学系统建模软件。主要应用于照明系 统的计算机辅助设计。
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LT操作界面
1. 打开Light Tools 软件
工具栏
系统浏览器 工作区
LT软件的使用——仿真分析
仿真结果 在菜单栏的“分析”里面可以查看仿真结果。
设置虚拟表面
LT软件的使用——探测器设置
光强探测器 在工具栏→光线追迹 里有两个球体，点击后分别可以设置近 场或远场光强探测器。 点击后在工作区中会出现虚拟的球体，可以观察探测器的方 向。
LT软件的使用——仿真分析
仿真分析 光源、模型、探测器设置完成后，点击工作区中的“！”开始仿真。
LT软件的使用——光学系统模型
表面的设置 在“系统浏览器”的“分量”中点击“+”号展开3D模型，右键点击3D模型 中的表面则可以设置面的属性。
LT软件的使用——探测器设置
照度探测器 需要设置于一个表面上。 通常先在探测器的位置画一个虚拟表面，然后在“系统浏览器” 的“分量”里右键点击虚拟表面，添加接收器。 也可以直接右键点击工作区的3D模型表面，添加接收器。 虚拟表面中添加接收器 模型表面中添加接收器
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。
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。
L i g h t T o o l s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 g h t T o o l s照明模块？L i g h t T o o l s照明模块是L i g h t T o o l s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。
L i g h t T o o l s照明模块完全与L i g h t T o o l s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L i g h t T o o l s核心模块，那么在你了解了L i g h t T o o l s照明模块的一些特性后，将很快能够使用L i g h t T o o l 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 g h t T o o l s照明模块之前先熟悉L i g h t T o o l s核心模块，以此来熟悉L i g h t T o o l s的基本特性和操作。
L i g h t T o o l s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 m a g i n g P a t h模块不一样，I m a g i n g P a t h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L i g h t T o o l s中被模拟。
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教学大纲
lighttools教学大纲LightTools教学大纲一、简介LightTools是一款强大的光学设计和分析软件，广泛应用于光学工程师和研究人员的日常工作中。
本文将介绍LightTools的教学大纲，帮助初学者快速入门并掌握该软件的基本功能和应用。
二、基础知识在使用LightTools之前，需要掌握一些基础的光学知识。
这包括光的传播和折射定律、光的干涉和衍射、光学元件的基本原理等。
通过对这些基础知识的学习，能够更好地理解和应用LightTools中的各种功能。
三、软件界面介绍LightTools的界面由多个面板组成，包括主菜单、工具栏、图形视图、属性编辑器等。
在教学中，将详细介绍每个面板的功能和使用方法，并进行实际操作演示，帮助学员熟悉软件界面。
四、创建光学模型在LightTools中，可以通过创建光学模型来模拟和分析光学系统。
学员将学习如何创建光源、光学元件和接收器，并进行相应的参数设置。
通过实际操作，学员可以了解如何在LightTools中构建复杂的光学系统。
五、光线追迹与分析LightTools的核心功能是光线追迹与分析。
学员将学习如何设置光线追迹参数，包括光线数量、追踪范围等。
通过对光线的追踪，可以得到光学系统中各个部分的光强分布、光线传输效率等信息，帮助优化光学设计。
六、光学优化LightTools提供了光学优化功能，可以根据设定的优化目标自动调整光学系统的参数。
学员将学习如何设置优化目标和参数范围，并进行优化分析。
通过光学优化，可以快速找到最佳的光学系统设计方案。
七、灵活的数据分析LightTools还提供了丰富的数据分析功能，可以对光学系统的性能进行全面的评估。
学员将学习如何使用光学分析工具，如光强分布图、照度图、能量分析等，对光学系统进行深入分析和优化。
八、实例分析在教学中，将选取一些典型的光学系统实例进行分析和优化。
学员将学习如何应用LightTools的各种功能解决实际问题，提高光学设计的效率和准确性。
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。
LightToolsOverview_Seven
• • • • • • • • •
信号灯 汽车前照灯 实体光源模型或光线数据 结合CATIA/SolidWorks档数据转换进 行参数化设计 标准虚拟测试 自动公差分析 色度分析 光线路径分析来控制杂散光 图像渲染
投影机设计
• • • • • • • • •
弧形灯或LED作光源的数码投影机 光源建模 混光分析 偏振光线追踪 模拟滤光片 ,偏振片,增亮片,分光片, 投影镜头等 机械部件可通过ＣＡＤ软件输入 投影镜头整体分析 均匀性和效率最优化 用于均匀度对比的标准测试模块
• 能够进行同类目标的合并， 拆除和重组，也能够做出 复杂的形状 • 能够返回到布尔运算前的 状态 • 按照傅里叶的处理，能够 变更目标参数 • 重要的是在设计基础上能 够很容易的修正参数
在Subtract中做孔
虚拟建模
使用LightTools，工程师可以很快的生成虚拟模型 – 使用LightTools比建造实际产品更便宜且更快捷 – 虚拟模型可在实验室中得到精准验证 – 复杂的分析难以在实验室中完成，但是使用LightTools却可以 – 多重设计方法更易模仿且具有可比性 – 可快速更改和重新分析设计以便在送去加工前得到最佳方案
a. b. c. d. e. 为了使照度分布均匀,改变反光镜的形状 为了使光集中在一点,改变透镜的形状 为了使亮度分布均匀,改变导光板的点图的间隔 为了使亮度分布均匀,提高目标区域辉度，改变扩散板的凹槽的排列 为了使色度分布一致,改变光管的形状
LightTools的自动优化功能
不使用优化的情况
手动稍微变更一下参数 经过 很多 次的 手动 操作
LightTools应用领域简介
LED
照明器具
光机系统 汽车相关
照明光学
LightTools软件介绍
LightTools软件介绍LightTools是美国Optical Research Associates公司开发的真正意义上的照明解析软件，已经作为业界标准被广泛使用。
内置三维CAD建模功能，与LightTools其他模块组合使用，可自由设定反射、透射、散射、偏振、薄膜等光学特性，通过精确的光线追踪，能够快速进行照明光学设计，并获得照度分布，亮度分布，色度分布等计算结果。
主要功能：强大的3D建模功能快速光线追踪高精度照明解析自动最优化功能丰富的管理程序库与SolidWorks的双向数据交换针对背光网点优化开发的BPO(Backlight Pattern Optimization)模块IES标准文件的导入和导出支持多层荧光粉材质设定实现逆向光线追踪实体图像渲染功能实测散射（BSDF）数据的调用API/COM接口,支持macro设定应用领域：平板电视背光模组照明灯具汽车内/外部照明LED封装导光管数字投影仪太阳能发电内窥镜照明指示牌照明扩散膜、偏振膜等薄膜软件特点：LightTools是美国Optical Research Associates公司开发的真正意义上的照明解析软件，已经作为业界标准被广泛使用。
内置三维CAD建模功能，与LightTools其他模块组合使用，可自由设定反射、透射、散射、偏振、薄膜等光学特性，通过精确的光线追踪，能够快速进行照明光学设计，并获得照度分布，亮度分布，色度分布等计算结果。
广泛运用于一般照明、液晶显示的背光导光板、投影仪、汽车照明、太阳能发电、导光管等领域。
功能介绍：内置三维建模功能LightTools内置三维建模功能，通过点击鼠标、输入数值这样的简单操作就能制作、设定产品模型。
通过排列复制、布尔运算、多重浸没、二维和三维微结构的设置等各种编辑功能，实现复杂光学产品的建模。
同时，也支持SAT、STEP、IGES等标准数据格式文件与其他三维CAD软件交换模型，也支持CATIA V4和V5格式模型的输入、输出。
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
LT软件的使用——探测器设置
照度探测器
➢ 需要设置于一个表面上。 ➢ 通常先在探测器的位置画一个虚拟表面，然后在“系统浏览器”
的“分量”里右键点击虚拟表面，添加接收器。 ➢ 也可以直接右键点击工作区的3D模型表面，添加接收器。
设置虚拟表面 虚拟表面中添加接收器
模型表面中添加接收器
LT软件的使用——探测器设置
元件
内建模型 机械模型
模型修改
导入外部光源 文件→导入→STEP等通用格式
文件→Solidworks Link
LT软件的使用——光学系统模型
材料的设置 ➢ 在“系统浏览器”的“分量”中右键点击3D模型，可以设置属性。 其中最关键的是材料的设置。
LT软件的使用——光学系统模型
表面的设置 ➢ 在“系统浏览器”的“分量”中点击“+”号展开3D模型，右键点击3D模型 中的表面则可以设置面的属性。
教程
ห้องสมุดไป่ตู้
软件介绍 LightTools 软件由美国Optical Research Associates
(ORA)公司开发的光学系统建模软件。主要应用于照明系 统的计算机辅助设计。
2
LT操作界面
1. 打开Light Tools 软件
系统浏览器
工作区
工具栏
LT操作界面——系统浏览器
LT操作界面——工作区
视觉调整
模拟 光线显示/隐藏 画一条光线看看
LT操作界面——工具栏
第1级 第2级
第3级
LT软件的使用
内建光源 光线数据导入
3D建模 外部3D导入
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光源模型
光学系统模型
表面与材质设置
探测器设置 数据分析(结果)
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。
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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。
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通过模拟评估照明效果，如照度、均匀度和颜色质 量等。
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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
LightTools5(八)
优化与逆向设计
系统优化
根据设计目标和约束条件，对光 学系统进行优化设计，提高光学 性能和降低制造成本。
逆向设计
通过已知的输出光束参数，反推 出满足要求的光学系统结构，实 现从结果到过程的反向设计。
遗传算法应用
利用遗传算法等智能优化算法， 对光学系统进行多目标优化和全 局寻优，提高设计效率和质量。
04
高级优化算法
高级优化算法
LightTools 5.0采用先进的优化算法，能够 快速找到光学系统的最优解，提高模拟效率 和精度。
高级目标函数
支持多种目标函数，包括光学性能指标、系统尺寸 、重量等，方便用户对不同类型的光学系统进行优 化。
高级优化结果分析
提供详细的优化结果分析功能，包括性能指 标、参数变化趋势等，帮助用户更好地理解 优化过程和结果。
高级光线追迹算法
高级光线追迹算法
LightTools 5.0采用高效的光线追迹算法，能够模拟复杂的光学系 统，包括反射、折射、散射等光学现象。
高级光路计算
支持多种光路计算方式，包括光线追迹、光线传播、光束传播等， 满足用户对不同光学系统的模拟需求。
高级光线控制
支持对光线进行精确控制，包括光线的方向、强度、偏振态等，实 现复杂的光学系统模拟。
问题1
无法使用高级建模功能
01
解决方案
02 检查软件版本是否支持该功能
，参考官方文档或教程学习如 何使用。
问题2
无法进行多通道模拟
03
解决方案
04 了解多通道模拟的原理和步骤
，确保在建模过程中正确设置 通道参数。
问题3
无法进行非线性效应模拟
05
解决方案
06 学习非线性效应模拟的基本原
lighttools text数据建立光源分布
lighttools text数据建立光源分布如何使用LightTools软件来建立光源分布。
LightTools是一款功能强大的光学仿真软件，可用于设计和分析各种光学系统。
在光学系统设计中，光源分布是一个重要的参数，它影响着整个系统的性能和效果。
下面将一步一步介绍如何在LightTools中建立光源分布。
第一步：导入模型和设置环境条件在LightTools中，首先我们需要导入光学系统的模型。
可以通过导入CAD文件或者使用LightTools内建的建模工具来创建模型。
导入模型后，我们还需要设置环境条件，包括折射率、光源的波长和功率等。
第二步：选择光源类型在LightTools中，有多种光源类型可供选择，包括点光源、球面光源、面光源等。
根据实际需求，选择合适的光源类型。
点光源适用于较小的光源，球面光源适用于较大的光源，而面光源则适用于均匀的光源。
第三步：设置光源参数根据所选择的光源类型，设置光源的参数。
光源参数包括光源的位置、发射角度、发光功率等。
通过调整这些参数，可以控制光源的位置和方向，进而影响光源的分布。
第四步：调整光源分布根据实际需求，可以通过调整光源的位置和参数来达到期望的光源分布。
LightTools提供了直观的图形界面，方便用户对光源进行调整。
可以通过拖动光源的位置、旋转光源的方向、调整光源的发射角度等方式来改变光源的分布效果。
第五步：分析光源分布在调整完光源分布之后，我们可以使用LightTools提供的分析工具来评估光源分布的效果。
例如，可以使用光强度分析工具来查看不同位置的光强度分布情况，可以使用光通量分析工具来计算不同方向上的光通量分布情况等。
通过这些分析，可以进一步优化光源分布，使其更加符合设计要求。
第六步：保存和导出结果在完成光源分布的设计之后，我们可以将结果保存起来，以备后续使用。
LightTools提供了多种保存和导出结果的方式，可以保存为LightTools的工程文件，也可以导出为其他格式的文件，如CAD文件、图片文件等。
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。
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材料定义
lighttools材料定义Lighttools是一款专业的光学设计软件，广泛应用于各种光学系统的设计和优化。
在Lighttools中，材料定义是光学设计的重要环节，因为它直接影响到光学元件的反射、折射、吸收等性能。
下面将对Lighttools中的材料定义进行详细的介绍。
一、材料定义的重要性在光学设计中，材料的选择和定义对于系统的性能和稳定性具有至关重要的影响。
不同的材料具有不同的折射率、反射率、吸收率等光学特性，这些特性直接影响到光学元件的透射、反射、吸收等行为。
因此，在Lighttools中，正确地定义材料是进行光学设计的基础。
二、Lighttools中的材料定义方法在Lighttools中，可以通过以下步骤进行材料定义：打开Lighttools软件，并创建一个新的光学系统。
在系统设置中，选择“材料”选项卡。
在材料选项卡中，可以定义各种不同类型的材料，包括玻璃、塑料、金属等。
对于每种材料，可以设置其折射率、反射率、吸收率等光学特性。
这些特性的值可以根据实际情况进行调整，也可以从已有的数据表中获取。
定义完材料后，可以在光学元件的属性设置中为其指定相应的材料。
三、材料定义注意事项在进行材料定义时，需要注意以下几点：确保材料的折射率、反射率、吸收率等光学特性与实际相符。
如果使用不正确的特性值，将会导致光学系统性能的误差。
对于不同类型的材料，其特性值可能存在较大的差异。
因此，在选择材料时，需要根据实际需求进行选择和调整。
在进行材料定义时，还需要考虑材料的物理性质，如硬度、韧性、热稳定性等。
这些性质对于光学元件的性能和使用寿命也有重要影响。
在定义材料时，还可以考虑材料的来源和成本等因素。
不同的材料来源和成本也会影响到光学元件的性能和使用寿命。
四、总结在Lighttools中进行材料定义是光学设计的重要环节之一。
正确的材料定义可以确保光学元件的性能和稳定性，从而提高整个光学系统的性能。
在进行材料定义时，需要注意材料的折射率、反射率、吸收率等光学特性和物理性质，以及材料的来源和成本等因素。
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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。
遮光罩、镜筒和产品结构的设计均将大大得益于这种光机一体的考虑方法和非顺序光线追迹提供的大量信息。
复杂光路设置
在光学设计中，LightTools 可以和ORA 公司研制的CODE V 软件配合使用。
特别是在多光路或折迭光路系统、带有棱镜或复杂曲面的系统的光路设置和视觉建模型验证中，LightTools 将发挥重要作用。
有了LightTools，设计人员完全可以摒弃过去为了简化问题而采用的一些传统技巧，如符号规则、用多通道定义模拟变焦功能、把反射镜和棱镜展开成平板、略去非光学面和机械结构的影响、人为简化光瞳形状，等等。
杂光分析
非顺序面光线追迹功能可以直观地描述在系统中任意表面上或介质中发生的任何光学现象，如折射、反射、全反射、散射、多级衍射、振幅分割、光能损耗、材料吸收等，并根据需要自动实时衍生出多路光路分支。
杂光分析、光能计算、鬼像预测等从此变得轻而易举、一目了然。
设计中可能存在的各种潜在问题将被及时发现和预防。
照明系统设计分析
LightTools 中可以精确地定义各种实际光源（如发光二极管、白炽灯、弧光灯、卤素灯等）的形状和发光特性，利用其照明模块(Illumination Module) 可实现蒙特卡洛法(Monte Carlo) 光线追迹，以便确定某个（或某几个）指定表面上的光照度、强度或亮度。
对比实验表明，计算结果与实际光度测量结果精确吻合。
对非人眼接收的照明系统，可以把结果转换成辐射度单位。
计算结果的输出形式可以是二维线图、等高线图、灰度图、伪彩色图或三维分布图。
利用LightTools 已成功地设计了多种照明系统，包括投影系统、平板显示器、仪表盘照明、内窥镜照明、报警灯、汽车前灯、车厢内部照明、指示牌照明等等，从而结束了照明光学系统没有可靠的计算机辅助设计工具的历史。