LightTools5(六)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,LightTools,（六）,透镜表面形状,一、修改透镜表面类型,LightTools,允许透镜的表面为下列几种曲面之一（只能在透镜或反射镜表面修改，不能在其它几何元件表面修改）：,1.,球面；,2.,二次曲面（圆锥曲面）；,3.,多项式表面；,4.X,和,Y,圆柱面；,5.X,和,Y,圆环；,透镜作图,以最简单的平面透镜为例。,平面透镜作图：第一个点坐标表示透镜前表面中心所在位置，第二个点到第一个点距离表示透镜的直径；第三个点到第一个点距离表示透镜厚度；第一点和第四个点连线的方向表示透镜主轴方向。,作图过程（一）,第一个点没有限制，可以点击在任意位置或者用鼠标输入任意参数。,设定透镜半径时，鼠标从第一个点到第二个点只能沿着,UCS,的,Y,轴方向移动，如果当前平面为,X-Z,平面，则鼠标无法移动位置。,解决办法：,1,、用右键旋转视角（点击第一个点后，按住右键拖动到合适视角再松开右键，然后点击第二个点）。,2,、用工具栏直接改变视角。,透镜半径,XY,平面内，鼠标沿,Y,轴移动改变半径大小,YZ,平面内，鼠标沿,Y,轴移动改变半径大小,XZ,平面内，鼠标移动只能改变,X,轴和,Z,轴坐标，无法改变,Y,轴坐标，因此无法改变半径。,作图过程（二）,确认半径后，第二个点到第三个点系统默认沿,UCS,的,Z,轴方向运动以修改透镜厚度。,类似地，如果当前平面为,XY,平面，则无法改变厚度，需要转动视角或者使用工具栏快捷方式改变视角。,透镜厚度,XY,平面内，鼠标移动只能改变,X,轴和,Y,轴坐标，无法改变,Z,轴坐标，因此无法改变透镜厚度。,YZ,平面内，鼠标沿,Z,轴移动改变厚度。,XZ,平面内，鼠标沿,Z,轴移动改变厚度。,透镜方向,在点击第三点后透镜形状被完全确定，需要点击第四点来确认透镜主轴在空间中的方向。,为保证透镜形状保持一致，可以在第三点定位点双击，或者输入第三点后在命令行中输入分号“；”，用空格键确认。,透镜方向,第三点定位点在红色方框处，第二点确定后用鼠标在此双击（同时输入第三点和第四点在同一位置），可以得到方向和作图时一致的透镜。,如果方向和作图时不同，则移动鼠标到需要的方向再点击第四点。,分号的作用,或者在点击第三点后，在命令行最后一位输入分号加空格，则无论鼠标在任何位置都能形成和作图时相同方向。,分号作用：输入和上一点完全相同的坐标。,1.,球面,球面是透镜表面的默认形状，平面也可以被看做是球面的一种（曲率为零或曲率半径无穷大）。,球面的大小可以用,Radius,或,Curvatuve(1/Radius),来表示。,平面的,Radius,等于零。,球面半径总是大于零，用凸起（,Convex,，,CX,）或凹下（,Concave,，,CV,）表示向外或是向内弯曲。,2.,二次曲面,二次曲面，又叫圆锥曲线，指的是曲面由一条二次曲线旋转或平移构成。二次曲线形状包括椭圆、抛物面、双曲线。,二次曲线常数,二次常数（,Conic Constant,）,k,的值决定了二次曲线的形状。,k=0,，圆形；,-1k0,椭圆（长轴在,Z,轴）；,k=-1,，抛物线；,k0,，扁球体，非二次曲线）,椭圆长短轴,椭球面参数设置,Conic,：,k = ,2,= (b,2, a,2,)/a,2,R = b,2,/a.,回转双曲面,双曲面参数设置,k=,2,=(a,2,+b,2,)/a,2,=(1+tan,2,).,R = b,2,/a.,如果把,R,设置得非常小（,0.00001,），元件就演变为一个圆锥。,圆锥也可以是一个有倾斜的圆柱体。,3,、,X,、,Y,圆柱面,特征,X,圆柱面：在,X-Z,平面内是平面，但在,Y-Z,平面内有弧度（平行于,X,轴的直线绕,X,轴转动一周得到的柱面）。,Y,圆柱面：在,Y-Z,平面内是平面，但在,X-Z,平面内有弧度（平行于,Y,轴的直线绕,Y,轴转动一周得到的柱面）。,x,Y,在,x-y,平面内如何？,4,、自定义曲面形状,Spline,工作方式：用若干个连续分布的点（定位点）来控制曲面的形状。,首先设置若干,连续,分布的点，再用光滑的曲线把这些点依次连接起来。最后把该曲线绕中轴旋转,360,就得到要定义的曲面。,操作：在表格中按从中心到两边逐个输入点的横纵坐标，剩下的连线、旋转交给系统自动完成。,Spline,曲线构成,透镜半径一半,曲线围绕透镜中轴线旋转,360,Spline,曲线,返回,Y,轴,Z,轴,Y1,Z2,Y2,Z1,Y3,Z3,Spline,参数设置,1,、选择,Spline Sweep,模式并点击应用。,2,、选择列表，右击弹出命令，选择“插入多行”命令。在弹出对话框设定需要设置的点数。,打开窗口,3,、在表格中编辑点的高度,Z,。为便于编辑，可以在表格中任何位置右击，然后选择“在新窗口中打开”,编辑点位置,曲线上点的横坐标，默认为平均分布，但可以修改为任意值（只要保持从小到大顺序即可）,“火山口”,练习一,练习二,切线角度,Spline Patch,模式,和,Spline,模式近似，但点不再分布在一个平面内，而是分布在一个空间内，光滑曲面依次通过每个定位点。,设定参数,U,、,V,，用于确定点的投影位置。,曲面格点示意图,设定参数,1,、选择,Spline Patch,模式并点击确定。,2,、输入,U,（,5,）、,V,（,3,），表示平面所需的格点总数（,U,列,V,行），点击应用。,确定点位置,3,、在窗口中输入参数，表示形成的曲面在对应点的高度。,练习：设置点形成下面的透镜,5.X,、,Y,环形面,二、修改尺寸参数,1,、计算直径：当修改透镜其他参数后，系统自动计算修改后透镜的内径。如果透镜直径小于元件整体直径，则其他部分会变成侧面，具有侧面的光学性质（吸收）；,2,、透镜内径：可直接输入透镜的内径。如果第一项没有选择，则可以任意输入不大于元件尺寸的值。,3,、凹凸性。,三、楔形透镜,通过设定透镜表面的倾斜度来建立楔形透镜。,该选项不能应用于其他光学元件（棱镜、立方体等等），因为其他元件表面形状为固定。,平面,Z,轴,Z,倾斜表面,Alpha,角度一般是,0,或者,180,，取决于在前表面或是后表面。,效果,原本,Z,轴,夹角,50,初始状态,将,UCS,安置在元件表面,转过,角,转过,角,转过,角,练习：建立棱镜,从两个角度观察一个棱镜。注意：棱镜底面为反射面（镜面反射或全反射都可以）,棱镜对光线的倒序作用,光线从,上,到,下,为,1,2,3,光线从,下,到,上,为,1,2,3,完,转动角定义,返回,完,