TracePro镜头杂散光分析优势
TracePro光学设计解析
2024/8/15
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CAD 转档
• 可读取CAD档案格式 – 通用格式Sat，Iges，Step – Pro/E (*.prt，*.asm) – Catia V4，Catia V5 – Inventor (*.ipt)
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• CIE
色光 混照 光色度 效坐， 果标辉
分 ， 度 析 三 ，
功 能
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光强度
• 各种光强度图，光线资 料，杂光分析等…
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扩散片
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定义光源
• 自定义光源
– 可建立平行光束，高斯光束，偏振光等… – 可自建各种发光角度分布 – 自订波长，黑体辐射，灰体辐射… – 可建立各式灯泡，LED等等…
• 灯泡库
– TracePro灯泡库 – Radiant Sources灯泡库 （Prosource转档）
LED设计及应用，照明灯具，车灯，投影显示器，扫描 仪，医疗仪器，激光器材，各式消费性电子产品等等…
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版本说明
• 目前版本：3.2.5 • 分为四个等级
– RC – LC – Standard – Expert
光学合成孔径成像系统的杂散光分析与抑制
ＤＯＩ：１０．１６１８５／ｊ．ｊｘａｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．２０２１．０４．００８ｈｔｔｐ：／／ｘｂ．ｘａｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ光学合成孔径成像系统的杂散光分析与抑制陈 靖，田爱玲（西安工业大学光电工程学院，西安７１００２１）摘 要： 为了提高光学合成孔径成像系统的成像质量，减小杂散光对成像系统的影响，文中结合杂散光辐照度计算结果和相机参数对光学合成孔径系统进行了杂散光分析。
在杂散光分析软件ＴｒａｃｅＰｒｏ中建立了系统的光机模型，对系统进行杂散光追迹，分析了杂散辐射主要来源。
仿真分析结果表明：设计的遮光罩，采用设置光阑、消杂光螺纹和发黑、涂消光漆等杂散光抑制措施，在光学系统太阳光与光学系统光轴夹角大于１°时，点源透过率均≤１０－４，达到了杂散光抑制的要求，验证了文中杂散光抑制方法的有效性。
关键词： 光学合成孔径；杂散光分析；光线追迹；点源透过率中图号： Ｏ４３９ 文献标志码： Ａ文章编号： １６７３ ９９６５（２０２１）０４ ０４３２ ０６犃狀犪犾狔狊犻狊犪狀犱犛狌狆狆狉犲狊狊犻狅狀狅犳犛狋狉犪狔犔犻犵犺狋犻狀犪狀犗狆狋犻犮犪犾犛狔狀狋犺犲狋犻犮犃狆犲狉狋狌狉犲犐犿犪犵犻狀犵犛狔狊狋犲犿犆犎犈犖犑犻狀犵，犜犐犃犖犃犻犾犻狀犵（ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋： Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｍａｇｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆａｎｏｐｔｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｏｎｔｈｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｍａｄｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｉｒｒａｄｉａｎｃｅａｎｄｔｈｅｃａｍｅｒａｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＡｎｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎＴｒａｃｅＰｒｏ，ａｓｔｒａｙｌｉｇｈｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｏｔｒａｃｅｓｔｒａｙｌｉｇｈｔａｎｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍａｉｎｓｏｕｒｃｅｓｏｆｓｔｒａｙｒａｄｉａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ，ａｓｈｉｅｌｄｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｏｔｈｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｓｕｃｈａｓｓｅｔｔｉｎｇａｐｅｒｔｕｒｅｓａｎｄｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｓｃｒｅｗｓ，ｂｌａｃｋｅｎｉｎｇ，ａｎｄａｐｐｌｙｉｎｇｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎｐａｉｎｔ，ｗｅｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｓｔｒａｙｌｉｇｈｔ．Ｗｈｅｎｔｈｅａｎｇｌｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｕｎｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｃａｌａｘｉｓｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１°，ｔｈｅｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎｏｒｅｑｕａｌｔｏ１０－４，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｓｔｒａｙ?ｌｉｇｈｔｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．犓犲狔狑狅狉犱狊： ｏｐｔｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｓｔｒａｙｌｉｇｈｔａｎａｌｙｓｉｓ；ｒａｙｔｒａｃｅ；ｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ（ＰＳＴ）第４１卷第４期２０２１年８月 西 安 工 业 大 学 学 报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０２１ 收稿日期：２０２１ ０６ ２８基金资助：陆军装备预研项目（３０１１０２２２××××）；西安市智能探视感知重点实验室项目（２０１８０５０６１ＺＤ１２ＣＧ４５）。
TracePro 和OSLO的区别
TracePro 和OSLO的区别主要区别这二种新产品的最大区别是OSLO可以基于优化函数、相干光传播和分析波前，对光学系统进行优化。
OSLO还有Gaussian光束分析、公差分析、部分相干、矢量衍射、局部和全局优化函数，这些TracePro都没有。
OSLO还可以用多重结构同时分析和设计许多不同的光学系统。
还可以使用户可以用一种分析，通过改变透镜之间的间隔及对整个变焦系统进行优化，设计变焦系统。
OSLO可以用内建的局部优化和全局优化加上用户自定义的优化函数，用几何任何标准进行优化。
包括通过优化达到最佳像质、最小弥散斑或者使像差最小。
TracePro用内建的CAD用户界面，主要分析通过光学或者照明系统传播的能量通量。
它的主要用途是显示能量从光源通过任何光学、照明系统传播后的辐射/照度或者发光强度图。
通过对点和方向上的非序列性光线追迹，用户可以用分析系统中任何位置的能量损失、吸收、反射、折射、散射或偏振。
用户界面非常容易使用，并且允许用鼠标移动物件、生成物件或者用布尔运算修改物件。
它是CAD界面，而OSLO则是电子表格界面。
TracePro的CAD界面可以很快地学会使用，并且可以在光学和照明系统中观察到问题所在的区域。
TracePro的优点是它能够输入或者输出很多不同的CAD格式，包括：SA T，IGES，STEP 和STL。
TracePro对光学设计的数据进行CAD整合，模拟真实世界。
TracePro是考虑真实世界仿真中可能发生的任何事情的全3D虚拟原形系统。
目前，OSLO只能输出IGES文件格式，输入的文件格式只有Code V和Zemax光学设计的文件。
TracePro主要致力于如何追迹光学、照明或者照度系统中的能量。
程序不但创建光线的网格，而且根据任何面上的通量信息创建真实的面光源。
一个系统中可以有多个光源，包括白炽灯、荧光灯、HID、LED和半导体激光类的光源。
程序还追迹透镜中重要的非序列性鬼像的路径，从光源到反射器再返回的情况、杂光光栏之间、装配机构之间和反射镜之间传播的杂光。
TracePro光学仿真软件应用
TracePro光学仿真软件TracePro这套高阶光学仿真软件，是目前市占有率最高的仿真软件，这一切都是因为它以ACIS 的固体模型为核心，所以使用者在设计分析模型时，可以非常直观的了解其模型。
而在赋予其对象材质时，不需特殊的使用技巧，即可完成所有的设定，更是令人激赏。
当然功能强大且完整的分析图形及表格，更是使用者不可或缺的好帮手。
而这样功能完整的软件，其学习曲线却目前市面上所有光学软件中公认最短的，所以TracePro可以帮助使用者在很短的时间内完全学会使用TracePro，不会因为冗长的学习过程而使人却步。
应用领域车灯相关(HID、LED、Fluorescent、Incandescent……等的灯源)、太空相关(杂散光、鬼影、热效应对影像的影响……等)、显示相关、照明相关、生医相关、雷射组件、消费性电子产品、TracePro等级分类RC：这个版本是针对反射式照明系统在3D设计环境所设计的版本等级，可分析35个对象和10个光源。
LC：这个版本是针对所有的照明系统，其中包含大部分TracePro的分析功能，可分析35个对象和10个光源。
Standard：这个版本是针对所有的照明系统的标准版本，可分析绝大部分的照明及光学系统，且可无限制的设计光源及对象。
Expert：这个版本是最高等级的版本，这也意味着这个版本将可使用TracePro所有功能，其中还包括有RepTile、热分析及双折射……等等的高阶设计功能。
而Reptile是TracePro针对背光板所新增的特殊算法，可用来设计百万个以上用来散射的点以及多棱镜的增光片……等。
汽车产业车灯设计方案(TracePro in the automobile industry lamp)Design Overview汽车产业车灯设计方案利用TracePro强大的分析运算及简易的操作接口，准确的设计出符合国际法规要求的车灯系统。
更可搭配外挂模块-Photo-realistic Rendering秀出人眼的实际视觉效果。
基于点源透过率测试系统的杂散光标定
基于点源透过率测试系统的杂散光标定徐亮;高立民;赵建科;刘峰;周艳;李朝辉;杨菲;赵青【摘要】为了提高点源透过率(PST)测试系统的杂散光测试能力及测试精度,提出并设计了一种标准镜头,用于在大离轴角范围内对系统的杂散光测试范围及测试精度进行标定.利用简单的物理模型设计了一种在实验室内对点源透过率测试系统杂散光测试精度定标的标准镜头;测量了标准镜头的表面物理参数,并将其带入TracePro 软件计算出了不同离轴角对应的PST.对设计分析的PST值与实测的PST值进行比较,从而计算得到了该测试系统的测量精度.验证实验表明,该标准镜头的PST分析值与实测值之差优于1g/0.5,满足实验室内对点源透过率测试系统杂散光测量精度进行标定的要求,是PST绝对测量的可靠方法.该项技术为国内PST测试系统的精度校准问题提供了技术保障.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2016(024)007【总页数】8页(P1607-1614)【关键词】点源透过率测量;杂散光测量;标准镜头;标定;双向反射分布函数【作者】徐亮;高立民;赵建科;刘峰;周艳;李朝辉;杨菲;赵青【作者单位】中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院大学,北京100049;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院大学,北京100049;中国一航西安飞机工业(集团)有限责任公司,陕西西安710089;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文【中图分类】TH703;TH743随着我国航天事业的发展，深空探测、火星计划、探月工程等重点工程已迈入一个新的时代，人们对光电设备的杂散光抑制能力也提出了新的要求，视场外杂散光的抑制能力终将成为评价光电设备探测与成像能力的关键指标。
TracePro镜头杂散光分析优势
27.07.2020
讯技光电科技（上海）有限公司
7
Sort ray path
• 将到达观察面的光线作分类，可轻松判断并找出在那 个面上产生杂散光
鬼像由这两个面造成
27.07.2020
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Ray History&Flux report
• 统计所有光线或是特定光线（可自选）所有数据，包 含光线自光源射出后至每个面的坐标位置、能量、方 向以及经过哪些表面等数据数据。并计算每个面所接 收到的能量、损失的能量或是吸收的能量等数据。
TracePro镜头杂散光分析优势
业务代表：angie@ 技术支持：support@
27.07.2020
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1
镜头杂散光分析
• TracePro可以处理哪 些杂散光
• TracePro如何建立镜 头模型
• 如何描述散射模型 • 杂散光分析
小时，视场外的光也会通过A.S.到达成像面 – 红外系统中的自体辐射：由仪器本身的辐射热产
27.07.2020
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轻松建立模型
• 利用OSLO，ZEMAX，CodeV等软件设计好镜头可直接转 入TracePro中，其中包含了材料的转换。
• 以SolidWorks或是Pro/E或其它CAD软件建立好机构模 型，再以TracePro轻松开启。（也可利用Solidworks bridge直接在Solidworks中设置模拟）
ห้องสมุดไป่ตู้
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BitMap Source分析
• 可利用BMP或JPG图档转换为TracePro的光源，仿真实 际图像经过镜头后之成像效果
tracepro使用指南
tracepro使用指南TracePro是一款用于光学和照明系统设计和分析的软件工具。
它具有强大的功能和灵活性，可以帮助用户快速准确地进行光学系统的设计和优化。
本文将为您介绍TracePro的使用指南，帮助您更好地了解和使用这一软件工具。
一、TracePro简介TracePro是美国Lambda Research公司开发的一款基于物理光学原理的软件工具。
它提供了一套完整的工具和功能，可以帮助用户进行光学系统的设计、分析和优化。
TracePro可以模拟和分析多种光学过程，包括散射、透射、反射、折射等。
它可以模拟光线的传播路径，并计算光学元件的性能参数，如光强分布、亮度、照度等。
二、TracePro的安装与启动2. 启动TracePro：启动TracePro后，可以选择新建一个项目或者打开一个已有的项目。
新建项目时，需要先选择一个工作目录和文件名，并设置项目的基本信息。
三、创建模型1. 创建模型：在TracePro中，可以通过两种方式创建模型，即创建几何模型和导入CAD文件。
创建几何模型时，可以选择从零开始创建或者使用预定义的几何体。
导入CAD文件时，可以选择支持的CAD文件格式，如STEP、IGES等。
2. 定义材料属性：在创建模型后，需要为模型定义材料属性。
可以从TracePro的数据库中选择预定义的材料属性，也可以手动定义或导入材料属性。
3.修改模型参数：可以对模型的参数进行修改，如几何体的大小、形状等。
也可以对模型的材料属性进行修改，如折射率、吸收率等。
四、设置光源和探测器1. 设置光源：在TracePro中，可以选择不同类型的光源，如点光源、平行光源、球面光源等。
可以设置光源的功率、波长、方向等参数。
2. 设置探测器：在TracePro中，可以选择不同类型的探测器，如粒子探测器、能量探测器、光强度探测器等。
可以设置探测器的位置、形状、大小等参数。
五、设置系统条件1. 设置边界条件：在TracePro中，可以设置系统的边界条件，如外部介质的折射率、吸收率等。
透射式红外镜头杂散光分析与抑制结构设计
透射式红外镜头杂散光分析与抑制结构设计宋新成1,2，张宇1，贾钰超2，黄攀2，金丽漫2，王彩萍2，罗宏2（1. 昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500；2. 云南北方驰宏光电有限公司，云南昆明 650217）摘要：为降低严重的外杂散光对红外探测系统成像性能的影响，对系统的遮光罩、挡光环和镜筒的消光螺纹设计优化。
通过ProE软件和TracePro软件建立红外镜头的光机模型，采用正向光线追迹法，进行杂散光仿真分析，计算不同的光源离轴角度下的点源透过率值（PST），结合MATLAB软件绘制不同疏密程度的消光螺纹镜头消杂散光的PST曲线，并进一步验证三角形消光螺纹的抑制效果。
结果表明：设计的挡光环能抑制部分杂散光；添加合理的消光螺纹后能有效抑制红外镜头杂散光；适当增加消光螺纹的密度并采用三角形螺纹，相比无消光螺纹情况下PST值下降1～2个数量级。
当杂散光入射角大于临界入射角30 时，杂散光抑制能达到阈值指标，满足杂散光抑制工作需求。
关键词：杂散光分析；消光螺纹；挡光环设计；PST曲线中图分类号：TN216 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2018)11-1065-06Stray Light Analysis and Suppression Structure Design ofTransmissive Infrared LensSONG Xincheng1,2，ZHANG Yu1，JIA Yuchao2，HUANG Pan2，JIN Liman2，WANG Caiping2，LUO Hong2(1. Faculty of Mechanical and Electrical, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China;2. Yunnan KIRO-CH Photonics Co. Ltd, Kunming 650217, China)Abstract：To reduce the influence of severe external stray light on the imaging performance of an infrared detection system, the design of the baffle, vanes, and tube extinction thread are optimized in this study. An optomechanical model of the infrared lens is created using ProE and Trace Pro software. The forward ray tracing method is used to perform stray light simulation analysis, which calculates the point source transmittance (PST) values of different off-axis angles for the light source. PST curves of the astigmatism ofa matte threaded lens with different degrees of density are plotted using MATLAB software, and thesuppression effect of the triangular matte thread is verified. The results show that the proposed design of the vanes aids in suppressing some stray light. The addition of a reasonable extinction thread was also shown to suppress stray light effectively from the infrared lens. Moreover, as a result of appropriately increasing the density of the extinction thread and adopting a triangular thread, the PST value decreased by approximately 1-2 orders of magnitude compared to when the extinction thread was not used. When the incident angle of stray light was greater than the critical incident angle of 30°, the stray light suppression could reach the threshold index, thus meeting the requirements of stray light suppression.Key words：stray light analysis，extinction thread of tube，vanes design，PST curve0 引言随着红外成像技术的发展，不管是在军品应用还是在民品应用方面，人们的首要目的是要保证红外热成像镜头能在恶劣变化的环境下正常工作，并且红外系统的成像性能需要达到规定要求。
SPEOS ASAP and TracePro对比
SPEOS
ASAP
TracePro
备注
软件的内核
“矢量”为基本结构
“矢量”为基本结构
“标量”为基本结构
光学的物理量都是矢量，如果用标量来表示的话，会大大的降低精度
仿真速度
仿真速度最快，是TracePro的20到30倍
仿真速度快。是TracePro的约10倍
可以做大系统的仿真运算
不能做大系统的仿真运算
光谱特性
在软件中考虑到
在软件中考虑到
没有考虑到
背光分析能力
强
强
强，但是不能做复杂的背光分析。例如LCD的点阵是规则的或者您需要很高的精度，导致仿真的光线数目很理能力
能力最强，有专门的Laser defence模块
强大，提供了很多的例子
较弱
杂散光分析能力
很高
最高
高
光电系统建模能力
唯一的可以建立广泛的光电模型的软件
只能建立光学模型，复杂的光电模型不能建立
有建模的能力，但是相对弱些
精确度
最高
很高
高
设计结果的精确度
最高。这个软件不仅仅考虑到设计中的抽象的因素，而且将系统所处的自然环境对系统的影响也考虑进去。
仅仅是抽象的设计结果，虽然精度很高，但是不能考虑到光学系统的背景噪声，自然环境对系统的影响
在大型的设计中，一般进行初步的设计分析。但是，不能作为出最总设计结果的工具。设计精度相对弱一些
在军工的一些产品设计中，很多的系统在实验室测量出来的结果很好，如果放在自然环境下，例如：移动的车辆上，在太阳下等，光学系统会完全的得不到您想要的结果。
客户分布
客户分布广泛，在军工产品，大型的光电系统设计中占优势。在民用产品中，由于价格高，不具备优势地位。
【国家自然科学基金】_tracepro_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
推荐指数 2 1 1 1 1 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 杂散光 信噪比 视场光阑 空间相机 空间太阳望远镜 照明均匀性 点源透射比 点源辐照度透过率 数值优化 定量分析 天文光学望远镜 发光二极管阵列 发光二极管 关键遮拦面 光学望远镜 二级遮光罩 psnit
推荐指数 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2011年 科研热词 几何光学 遮光罩 红外热波检测 照度分布 热激励 点源透过率 液体轴棱锥 极紫外太阳望远镜 杂散光 曲率光纤传感器 折射率 局域空心光束 均匀性 光线追迹 光纤光学 传感原理 推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 光萃取效率 光学设计 非成像光学 锥形抽运腔 表征 菲涅耳透镜 粒子群算法 物镜设计 照度均匀性 激光器 模拟 折射 形状 应用光学 太阳光抽运激光器 均匀化 四边形 发光二极管(led) 发光二极管 动态数据交换 功率密度 冷冻燃料层 光纤传像束 光照度 光学仿真 光动力疗法 像方远心 侧面倾角 x射线相衬成像 tracepro软件 tracepro trace pro led阵列 led照明系统 led
2008年 序号 1 2 3 4 5 6
科研热词 镜面反射 点源透过率 激光测距 激光有源干扰 漫反射 杂散光干扰
推荐指数 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 tracepro 遮光罩 照度 气体检测 杂散光 杂光系数 挡光环 投射器 应用光学 大功率led 光学设计 中红外 r-c系统 led照明 brdf
TracePro教程-上海交通大学
光学系统设计物理系王宇兴TracePro 主要内容光源的建立方法各种参数的设定分析功能的使用档案转换模拟步骤准确模拟分析功能提高运算速度应用实例光学计算软件的计算方法Ray TracingSequential Ray TracingOSLO, Zemax, CodeV…Non-Sequential Ray TracingTracePro, ASAP, LightTools…BPM (Beam Propagation Method), FDTD 光波导，DWDM等BPM_CAD, WDM_Phasar…光学计算软件的计算方法Sequential Ray Tracing(序列光线追迹) OSLO 属于序列描光以光学面建立模型单一光源或者对多光源的设置受到局限需要设计者指定光学面的计算顺序各个光学表面仅计算一次（反射、折射、散射） 计算速度快可以进行优化和公差分析主要应用成像设计、透镜，镜头设计光学计算软件的计算方法Non-Sequential Ray Tracing（非序列光线追迹） TracePro 属于非序列描光以实体对象构建光路系统光线与实体表面的作用顺序不需设计者指定光线与实体表面的作用可以同时计算反射、折射、散射、吸收、衍射等行为需要足够多的光线数量以更接近真实的情况计算速度比较慢不易做自动优化和公差分析主要应用照明设计、杂散光分析TracePro 软件简介美国Lambda Research公司产品一套符合工业标准的ACIS固体模型绘图软件做发展的光机软件；广泛引用于镜头杂散光分析，背光板设计，LED 照明，灯具设计，车灯，投影显示器，扫描仪，医疗仪器等领域TracePro 软件简介目前版本4.0包含主程序以及与其它CAD软件的档案转换工具 主程序包含RC，LC，Standard，Expert四个版本可以对真实场景(Photo realistic)进行计算和显示具有众多的国内外用户群系统安装系统要求CPU：Pentium4 2.0GHz系统：Windows2000/XP/Vista内存：512MB（2GB）虚拟内存：2GB硬盘空间：450MB显卡：分辨率1208*1024显存：64MB以上，支持OpenGL初始设定对计算机内存、虚拟内存的要求较高 增加物理内存和虚拟内存的数量在进度大量光线计算时不要运行其它软件初始设定菜单ÆHelp ÆAbout 查看TracePro版本 ACIS Version第一套使用ACIS核心的软件可以顺畅的与其它造型软件进行文件的相互转换菜单ÆHelp ÆLinsense查看软件授权情况初始设定打开安装目录下面的EllipticalReflector.oml文件 在主界面中从不同角度观察模型，Zoom 使用各种渲染方式显示模型Render Wireframe11初始设定数据库设定TracePro 中表面（镀膜、散射、网点等）、实体（材 质、偏振、荧光等）特性都被存在统一的数据库中。
Tracepro杂散光分析
Tracepro杂散光分析-PST理论和计算
1. PST是为离轴角为θ的点光源经光学系统在像面上产生的辐射照度
E（θ）与该点光源位于轴上时产生的辐射照度E（０)的比值,这个PST是怎么表示系统的消光能力的？？是不是假设了对于轴上点没有杂光？？但是实际上轴上点不可能没有杂光的啊？
2.PST是E(θ）/E（0）,对应到Tracepro里面irradiation/illumination
map里面显示的AVE在不同θ角下的比值？？
3。
TP追迹的时候，计算E（0）和E(θ）时，是不是要时刻保证光线全部充满第一片镜片的口径？如果是的话，就需要光源的口径有适当的变化，光源尺寸变化会导致能量的分布变化，从而带来模拟的误差，正确的方法应该是什么呢？？
答：
第一PST是为离轴角为θ的点光源经光学系统在像面上产生的辐射照度E（θ）与该点光源位于轴上时产生的辐射照度E（０)的比值。
这一理解是对的，实际的实验测量杂光也是采用这种方法。
轴上同样也有杂光，这个比值只起到归一化的左右。
第二这一说法是对的。
第三点光源是发光球体。
只有点光源距离镜头的变化会影响系统的杂光系数，其他情况不会。
“高分四号”卫星相机杂散光分析与抑制技术研究
“高分四号”卫星相机杂散光分析与抑制技术研究石栋梁;肖琴;练敏隆【摘要】“高分四号”卫星相机工作在杂光环境严峻的地球静止轨道，必须进行深入的杂散光分析与抑制设计以减小杂散光的影响。
文章分析了相机的杂散光来源，介绍了适合“高分四号”卫星相机的杂散光评价指标，并结合“高分四号”卫星相机太阳规避分析和相机R-C光学系统特点分析，详细设计了主遮光罩及挡光环、蜂窝结构的次镜遮光罩、中心消光筒及挡光环、杜瓦内多级冷屏等杂光抑制结构。
在此基础上，建立了相机结构的几何模型和表面属性，利用Tracepro杂光分析软件分别对“高分四号”卫星相机的各个通道进行了杂散光分析，并根据分析结果对相机的杂光指标进行了计算和评价。
计算得到了可见光和中波红外两个通道的杂光系数以及不同角度下的点源透射比曲线，其中可见光通道杂光系数1.1%，中波红外通道杂光系数0.63%，两通道的点源透射比均低于1×10–6。
最终结果表明，“高分四号”卫星相机杂光抑制措施有效，各通道杂光抑制效果良好。
%GF-4 satellite camera works in an environment with severe stray light, so stray light analysis and suppression must be done in-depth. Stray light assessment indexes (inclued veiling index and point source transmittance) are introduced in this paper, which are applicable for GF-4 satellite camera. By analyzing the stray light sources and avoiding of sunlight invasion, together with characteristics of GF-4 optical system, baffles, vans and other stray light restrain structures are designed. Stray light analysis is done in each optical channel of GF-4 satellite camera, and with the result of analysis, stray light index is calculated and assessed. Results show that the veiling index of visible channel and middle infrared channel are 1.1% and0.63% respectively, the PSTs of both channel are less than 1×10–6. The results indicate that stray light restrain structures get its effectiveness and GF-4 satellite camera has a low stray light level.【期刊名称】《航天返回与遥感》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】9页(P49-57)【关键词】杂光系数;杂散光分析;杂光抑制;“高分四号”卫星;光学遥感相机【作者】石栋梁;肖琴;练敏隆【作者单位】北京空间机电研究所，北京 100094;北京空间机电研究所，北京100094;北京空间机电研究所，北京 100094【正文语种】中文【中图分类】V447+.1“高分四号”卫星工作在36 000km的地球静止轨道（GEO）上，能够对关注区域进行实时观测，满足连续长期监测的需求。
TracePro光学设计
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公司
扩散片
2020/3/7
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定义光源
• 自定义光源
– 可建立平行光束，高斯光束，偏振光等… – 可自建各种发光角度分布 – 自订波长，黑体辐射，灰体辐射… – 可建立各式灯泡，LED等等…
• 灯泡库
– TracePro灯泡库 – Radiant Sources灯泡库 （Prosource转档）
TracePro光学设计
2020/3/7
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Outline
• TracePro简介 • 功能介绍
– 模型建立 – 定义光源 – 描光计算 – 分析功能
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TracePro简介
• 美国NASA卫星计划所开发的软件 • Lambda Research公司 • 光学与机构最佳沟通桥梁，曾获软件设计大奖 • 适用于各种光学设计如：镜头杂散光分析，背光板，
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功能介绍
• 模型建立 • 定义光源 • 描光计算 • 分析功能
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建立模型
• 内建模型
– 可建立：透镜，反射 镜，柱状体，球体等 各式形状…
– 提供布尔运算， Sweep，Revolve…
• RepTile可建立各种网点 分布，计算速度最快
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材质库
• 拥有完整的材料库
– 各种光学玻璃，塑料等…
• 各种镀模及表面特性
– 各式铝材料，diffuser，油墨… – 可自行建立镀模 – 完整的散射模型（可以利用Reflet量测转入TracePro）
TracePro
TraceProTracePro是一套普遍用于照明系统、光学分析、辐射度分析及光度分析的光线模拟软体。
它是第一套以ACIS solid modeling kernel为基本的光学软体。
第一套结合真实固体模型、强大光学分析功能、资料转换能力强及易上手的使用介面的模拟软体。
TracePro可利用在显示器产业上，它能模仿所有类型的显示系统，从背光系统，到前光、光管、光纤、显示面板和LCD投影系统。
比起传统的原形方法，TracePro在建立显示系统的原型时，在时间上和成本上要降低30－50%。
应用领域包括：照明、导光管、背光模组、薄膜光学、光机设计、投影系统、杂散光、雷射邦浦常建立的模型：照明系统、灯具及固定照明、汽车照明系统（前头灯、尾灯、内部及仪表照明）、望远镜、照相机系统、红外线成像系统、遥感系统、光谱仪、导光管、积光球、投影系统、背光板。
TracePro作为下一代偏离光线分析软件，需要对光线进行有效和准确地分析。
为了达到这些目标，TracePro具备以下这些功能：处理复杂几何的能力，以定义和跟踪数百万条光线；图形显示、可视化操作以及提供3D实体模型的数据库；导入和导出主流CAD软件和镜头设计软件的数据格式。
在使用上，TracePro使用十分简单，即使是新手也可以很快学会。
TracePro使用上只要分5步：1、建立几何模型；2、设置光学材质；3、定义光源参数；4、进行光线追迹；5、分析模拟结果。
其实原则上来讲，此次的TracePro大版本的更新在功能增强上的增加并不是特别突出，现在更多用户的更加需要的是能够进行Auto Design的优化功能。
TracePro的优化功能是基于自身的Macro语言的，而其Scheme 语言的功能很强大，可是对于用户而言，尤其是初学者而言非常苦涩难懂。
针对这样的现状，TracePro中文站已经解决了包括效率优化、准直优化、均匀照明优化的常用优化的自主开发。
让用户可以方便的进行优化设计。
tracepro技术指标
tracepro技术指标TracePro技术指标是一种用于光学系统设计和分析的软件工具。
它提供了一套丰富的功能和强大的计算能力，可以帮助工程师们更好地理解和优化光学系统的性能。
本文将介绍TracePro技术指标的一些重要特点和应用。
TracePro技术指标具有高度的灵活性和可定制性。
它可以根据用户的需求，快速构建复杂的光学系统模型，并进行精确的仿真分析。
用户可以根据实际情况选择不同的光学元件、光源和检测器等，进行系统性能的评估和优化。
TracePro技术指标提供了全面的光学分析功能。
它可以进行光线追迹、波前分析、散射分析、颜色分析等多种分析，帮助用户全面了解光学系统的性能。
例如，用户可以通过光线追迹分析，了解光线在系统中的传播路径和能量分布情况，从而评估光学系统的聚焦性能和成像质量。
TracePro技术指标还具有强大的优化功能。
它可以根据用户的设计目标，自动调整光学系统的参数，以达到最佳的性能。
例如，用户可以通过优化功能，自动调整透镜的曲率半径和厚度等参数，以最大程度地提高系统的成像分辨率和光学效率。
TracePro技术指标还支持多种光学材料和表面特性的建模和分析。
用户可以根据实际情况，选择不同的材料模型和表面特性，进行光学性能的分析和优化。
例如，用户可以通过模拟不同材料的折射率和吸收率等参数，评估光学系统的透过率和反射率等性能。
TracePro技术指标还提供了丰富的输出结果和可视化工具。
用户可以通过图表、曲线和色彩图等方式，直观地展示和分析光学系统的性能。
例如，用户可以通过色彩图分析光学系统的色散特性，评估光学系统的色彩畸变和色散补偿效果。
TracePro技术指标是一种功能强大的光学系统设计和分析工具。
它具有高度的灵活性和可定制性，可以帮助工程师们更好地理解和优化光学系统的性能。
通过TracePro技术指标的应用，用户可以快速准确地评估光学系统的性能，优化设计方案，提高系统的成像质量和光学效率。
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2013/7/12
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Sort ray path
• 将到达观察面的光线作分类，可轻松判断并找出在那 个面上产生杂散光
鬼像由这两个面造成
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Ray History&Flux report
• 统计所有光线或是特定光线（可自选）所有数据，包 含光线自光源射出后至每个面的坐标位置、能量、方 向以及经过哪些表面等数据数据。并计算每个面所接 收到的能量、损失的能量或是吸收的能量等数据。
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BitMap Source分析
• 可利用BMP或JPG图档转换为TracePro的光源，仿真实 际图像经过镜头后之成像效果
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• 杂散光分析
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TracePro可以处理哪些杂散光
• 杂散光简单的说就是不需要的光线 • TracePro可以处理的杂散光
– Ghost：一定在透镜表面反射偶数次 – 一次散射光：光源直接照射到系统的光学组件时产生 – Straight shot：光源直射进观察面 – 多次散射光线：光原先照射在档光板上再散射至光学组件 – 边缘绕射（Edge diffraction）：孔径大小对波长比值相对 小时，视场外的光也会通过A.S.到达成像面 – 红外系统中的自体辐射：由仪器本身的辐射热产
2013/7/12 讯技光电科技（上海）有限公司 3
轻松建立模型
• 利用OSLO，ZEMAX，CodeV等软件设计好镜头可直接转 入TracePro中，其中包含了材料的转换。 • 以SolidWorks或是Pro/E或其它CAD软件建立好机构模 型，再以TracePro轻松开启。（也可利用Solidworks bridge直接在Solidworks中设置模拟）
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如何描述散射模型
• TracePro可建立各种完整的散射模型 • 材料库中选择 • 软件中自行建立散射ABg模型 • BSDF模型 • Reflet量测BSDF值转入TracePro（独家提供）
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杂散光分析
• Display selected rays可利用鼠标在 观察面上直接框选 有问题的亮点， TracePro会直接显 示造成此亮点的光 路 • TracePro独创功能
以鼠标框选有问题之 讯技光电科技（上海）有限公司 2013/7/12 光线
光路立即显示于此 6
Ray Sorting
• 可依据选择面、能量、散射状况直来自筛选欲分析光线TracePro镜头杂散光分析优势
业务代表：angie@ 技术支持：support@
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镜头杂散光分析
• TracePro可以处理哪 些杂散光 • TracePro如何建立镜 头模型
• 如何描述散射模型