» Программы для разработки, тестирования, оптических систем

A_P_V

Цитата:

Если не ошибаюсь, для края поля входной зрачок рассматривается под углом - получаем эллипс меньшей площади, что приводит к падению.

Ну это для случая реальной опт. схемы с линзами и апертурной диафрагмой внутри объектива, а в моём случае даже в Земаксе с параксиальной линзой и входным зрачком до опт. системы.

Цитата:

Кроме того, углы падения на плоскость приёмника тоже играют (как мы наблюдаем выходной зрачок).

Да знаю я, знаю! У меня так и есть на схемах. Также я молчу про чувствительность фотоприёмника от угла падения, так как я не об этом...

yevogre

Цитата:

Насколько помню, освещённость обратнопропорциональна квадрату расстояния.

Это для случая расходящегося пучка, а у нас весь пучок всегда сходится в точку на плоскости изображения, т.е. вся энергия всегда приходит в эту точку, без разницы какой путь она прошла в пространстве.

Короче, вся соль в том, что имеется два параксиальных объектива с равными относительными отверстиями и фокусами. Диаметры входных зрачков одинаковые, а значит, что в них входит равное количество энергии. Почему при равном количестве энергии разная освещённость? Похоже, что мало тут теоретиков... )))

Цитата:

1. В окошко Surface 2 нужно вставить "0" как радиус.
2. Толщина линзы должна быть побольше, ИМХО.

Спасибо !
И все же, какой материал применить для дешевой пластиковой линзы ?
А какой для силиконовой, на самом светодиоде ?
---
Что-то я пропустил.
В предыдущей сцене в Irradiance Map количество света показывали в люменах.
Создал новую сцену, теперь в Irradiance Map количество света показывали в ваттах - http://велосвет.рф/pic/trpro/trpro16.jpg .
Вроде все так же сделал, вроде все галочки совпадают.
Ткните, где надо поменять =).

Цитата:

VECTORRR

Освещённость пропорциональна cos4 ЗА ОБЪЕКТИВОМ, т.е. в пространстве изображений, в первом случае углы падения лучей от поля краю меняются, следовательно изменяется освещённость, во втором углы падения по всему полю одинаковы.

Цитата:

И все же, какой материал применить для дешевой пластиковой линзы ?

Каталог Plastic, материал Acrylic. Это самый дешевый (РММА)

Заметил нехорошую особенность TracerPro 6.
При попытке рассчитать более 1.6 млн. лучей, происходит ошибка по переполнению памяти.
В процессе работы, в диспетчере задач можно заметить как растёт используемая приложением оперативная память.
При достижении отметки в 6.5 Гб (примерно), возникает ошибка об её отсутствии, хотя на самом деле, ещё свободно оголо 6-ти Гб, всего оперативки - 16 Гб.
Вот так, а мне хотелось покрасивше картинку получить.

Barabek

Цитата:

Освещённость пропорциональна cos4 ЗА ОБЪЕКТИВОМ, т.е. в пространстве изображений, в первом случае углы падения лучей от поля краю меняются, следовательно изменяется освещённость, во втором углы падения по всему полю одинаковы.

Да знаю я эту формулу! Знаю!
Освещённость - это энергия, распределённая на площадь, так почему у нас оказывается меньше энергии на краю поля при равной площади изображения и равном вошедшем количестве энергии, что в первом случае, что во втором.
Также знаю, что освещённость зависит от угла падения, но только у меня опять не тот случай. Вот на картинке поверхность поворачивается на угол и при этом на неё приходит меньшее количество энергии, отчего и становится меньше освещённость. А почему существует зависимость освещённости для оптической системы, если количество энергии в пространстве изображений не становится меньше? ПОЧЕМУ ИЗОБРАЖЕНИЕ СТАНОВИТСЯ ТЕМНЕЕ ТОЛЬКО ПОТОМУ, ЧТО СХОДЯЩИЙСЯ ПУЧОК ПРИШЁЛ ПОД ДРУГИМ УГЛОМ? КАКАЯ РАЗНИЦА ПОД КАКИМ УГЛОМ ПРИШЛА ЭНЕРГИЯ В ТОЧКУ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ЕСЛИ ЕЁ КОЛИЧЕСТВО ОДИНАКОВОЕ?

yevogre
Комбинашка с сеткой, но не для стрельбы, а наблюдения, так что думаю, что небольшой увод линии прицеливания допустим при механической смене компонентов. Вот так. )))

Цитата:

ОЧЕМУ ИЗОБРАЖЕНИЕ СТАНОВИТСЯ ТЕМНЕЕ ТОЛЬКО ПОТОМУ, ЧТО СХОДЯЩИЙСЯ ПУЧОК ПРИШЁЛ ПОД ДРУГИМ УГЛОМ? КАКАЯ РАЗНИЦА ПОД КАКИМ УГЛОМ ПРИШЛА ЭНЕРГИЯ В ТОЧКУ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ЕСЛИ ЕЁ КОЛИЧЕСТВО ОДИНАКОВОЕ?

Сначала нужно разобраться, под каким углом она туда вошла

Добавлено:
И посчитайте энергию в телесном угле и телесные углы для каждого пучка (поля)
Учтите, что произведение G*A, где G - телесный угол, A - площадь - инвариант.
Поток равномерно распределен по телесным углам на входе, и как он будет вести себя на выходе. И какую площадь описывают поля с большими углами и с меньшими. Освещенность же есть поток на площадь.

Добавлено:

Цитата:

Из чистой геометрии в первом случае пучок проходит бОльший путь за оптической системой.

Вот! А освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния.
т.е. (I/R^2)*cos (phi)
Т.е. посчитав силу света, все углы, потоки и получим что имеем.

Добавлено:

Цитата:

Это для случая расходящегося пучка, а у нас весь пучок всегда сходится в точку на плоскости изображения, т.е. вся энергия всегда приходит в эту точку, без разницы какой путь она прошла в пространстве.

Так таких пучков множество. И они не сходятся в одну ИДЕАЛЬНУЮ точку. Просто проинтегрируйте мини-освещенности точек с конечным размером.

Добавлено:

Цитата:

Это для случая расходящегося пучка

Что за БРЕД!!!! Это для любого пучка, что расходящегося, что сходящегося.
Просто для расходящегося освещенность уменьшается в сечении пучка, для сходящегося увеличивается в сечении пучка. И не забывайте про косинус.

Добавлено:
И не стоит рассматривать задачу как двумерную!!!
Поток размазан по всему телесному углу.

В двумерном случае оба варианта дадут одинаковое распределение, если брать полосу

Добавлено:
Наш двумерный случай



Добавлено:
Вообщем все написанное выше мной не совсем верно... надо разобраться....

Цитата:

Комбинашка с сеткой, но не для стрельбы

Тогда проще все.
Просто зеркала и обводной канал - это можно сделать.
А вот с панкратикой будет сложнее (из-за светосилы)

А сетка с какой целью? Дальномерная?

Добавлено:
Коллеги!
Нужна помощь.

Кто занимался исследованиями атермализации германиевых объективов?
Нужны данные по коэфф. преломления при разных температурах или методика как посчитать, имея коэффициент.

В Коде есть 3 материала германий с разными данными.
Никто не подскажет, что это такое?

По Коду не подскажу, но данные, которые есть в Zemax достаточно точные (по результатам проверки объектива).

По методике пересчета коэффициентов, можно почитать диссертацию А. Малькина http://miigaik.ru/nauka/dissertacionyy_sovet/dissertatsii/20151023095449-3847.pdf
Правда там рассмотрено для стекол, прозрачных в видимой области. Можно почитать про формулы и посмотреть литературу.

Вообщем что для двумерного, что для трехмерного - одинаково.
Значит дело в выичислении "Relative Illumination"

Народ, ни у кого, случайно, нет статейки: Athermalization and thermal characteristics of multilayer diffractive optical elements Applied Optics, Vol. 54, Iss. 33, p. 9665 (2015)???

paparazzo

Папараццо, друг, в одном я точно с Тобой согласен:

Цитата:

Вообщем все написанное выше мной не совсем верно...

Да и в Земаксе Ты сделал совсем не то, что нужно.

Итак, как я говорил раньше, если мы наблюдаем один и тот же объект двумя объективами с одинаковыми диаметрами входных зрачков, то у нас во входной зрачок попадает равное количество света! Кто со мной поспорит?
Итак, возьмём край поля зрения двух объективов, которыцй обозначен красными лучами. Я надеюсь, что со мной никто не будет спорить, что под этим углом вошло равное количество света в оба объектива. Ясно, что в телесном угле энергия, так что с того, если площадь изображения у нас в обоих случаях ОДИНАКОВАЯ. ПОЧЕМУ РАЗНАЯ ОСВЕЩЁННОСТЬ????? КУДА ДЕВАЕТСЯ ЭНЕРГИЯ???






Добавлено:
Как я думаю, у Земакса при вычислениии есть баг. Похоже, что там в формулу забит угол полевого луча в пространстве изображений, который и стоит в известной в формуле. Эта формула не учитывает телецентрический ход лучей. Думаю, что правильно будет вычислять по полевому углу в пространстве предметов, а не в пространстве изображений!!! Короче, надо писать в Земакс!!!

Цитата:

но данные, которые есть в Zemax достаточно точные (по результатам проверки объектива)

А как-бы эти данные оттудова выковырить и в текстовый файл?
Напишу на мыло

С одним источником программа работает.
Добавляю 2-й источник света, лучи трассируются, Irradiance Map пустая.
Убираю один из источников, второй (любой) начинает отображаться на карте засветки.

Цитата:

Как я думаю, у Земакса при вычислениии есть баг. Похоже, что там в формулу забит угол полевого луча в пространстве изображений, который и стоит в известной в формуле. Эта формула не учитывает телецентрический ход лучей. Думаю, что правильно будет вычислять по полевому углу в пространстве предметов, а не в пространстве изображений!!! Короче, надо писать в Земакс!!!

есть статья, по которой Zemax считает Relative illumination.

Вопрос по теории - можно ли ЧКХ определить как модуль преобразования Фурье от ФРТ?

И справедливо ли для двумерного случая? Где почитать лучше?

Цитата:

есть статья, по которой Zemax считает Relative illumination.

Так правильно считает или нет? Где почитать?

Цитата:

Убираю один из источников, второй (любой) начинает отображаться на карте засветки.

А как вы их убираете/добавляете? Галочкой?

Цитата:

Так правильно считает или нет? Где почитать?

Rimmer "Relative Illumination Calculations," SPIE, Vol. 655, 1986, p. 99.

есть на сайте ORA по запросу

Добавлено:
Из мануала

Относительная освещенность определяется как
интенсивность освещения небольшоrо участка поверхности изображения,
нормированная к освещенности в точке поля, для которой освещенность имеет
максимальную величину (эта точка может не располаrаться на оси). При вычислениях
принимаются во внимание аподизация зрачка, виньетирование, апертуры, аберрации
как изображения, так и зрачков, вариации F/#, хроматические аберрации, форма
поверхности изображения, уrол падения, и, по желанию, поляризационные эффекты в
предположении освещения зрачка неполяризованным светом. Метод вычислений
описан в статье "Relative illumiпаtiоп саlсulаtiопs", М. Rimmer, SPIE Vol. 655, рр. 99
(1986); описанный в этой статье метод был дополнен для учета эффектов аподизации,
про пускания и поляризации, а также искривления поверхности изображения.
Используются следующие предположения:
1. Объект является ламбертовской поверхностью.
2. Поверхность изображения хорошо сопряжена с поверхностью объекта, так что
небольшие световые участки на поверхности объекта изображаются
небольшими световыми участками на поверхности изображения. Аберрации
имеют конечную величину, но лучи достаточно хорошо локализуются на
поверхности изображения.
З. Выходной зрачок расположен на достаточно большом расстоянии от
поверхности изображения. Это условие выполняется, если F/# больше
примерно 0.1 и аберрации лучей относительно малы в сравнении с
расстоянием до выходноrо зрачка.
4. Аберрации в пространстве косинусов не так ощутимы, как к форме каустики в
пространстве уrлов. Каустика в пространстве уrлов означает, что лучи в разных
частях входноrо зрачка имеют те же уrлы в пространстве изображений. Для
про верки этоrо используйте опцию "Оirесtiоп Соsiпеs" в проrрамме "Spot
Oiagram" (см. раздел "Spot Оiаgrаms/Stапdаrd").
Относительная освещенность вычисляется путем численноrо интеrрирования
эффективной площади выходноrо зрачка, как он видится из данной точки изобра
жения. Интеrрирование проводится по пространству направляющих косинусов с
использованием однородной сетки в пространстве косинусов изображения.
Заметьте, что вычисления относительной освещенности обычно не дают кривую,
соответствующую закону косинуса в четвертой степени, так как этот закон фактически
является только rрубым приближением, в основу KOToporo положена тонкая безабер
рационная линза с диафраrмой, освещающей плоскость поверхности изображения.
Для обычных систем, включая телецентрические системы, системы с аберрациями
изображения или зрачка или с виньетированием, относительная освещенность
вычисляется путем интеrрирования телесноrо уrла или эффективной площади
выходноrо зрачка, как он видится из места изображения, и эти вычисления не будут
давать простую кривую зависимости от косинуса в четвертой степени.
Если оптичская система не удовлетворяет этим приближениям, на экран будет
выведено сообщени об ошибке и относительная освещенность не будет вычислена.

Цитата:

Где почитать лучше?

Возможно Вы уже изучили данную книгу, но на всякий случай - 500 В.Б. Леонова Автоматизация расчетов оптических систем (1970). Думаю там может быть.

Цитата:

А как вы их убираете/добавляете? Галочкой?

Нет, просто стираю/добавляю из дерева меню, что слева.

Просматривал статью. Рассчитывается сетка лучей по зрачку, считаются углы падения каждого, учитывается изменение формы выходного зрачка. Так что все корректно.

сравнивал теорию, RI и непоследовательный режим - совпадало.

Цитата:

Нет, просто стираю/добавляю из дерева меню, что слева.

А зачем?????
Там галочка стоит, зелененькая. Когда на нее кликаешь - получается красненький крестик.
Это означает "элемент выключен".
Так можно с линзами/зеркалами/призмами и с источниками тоже.

Просто при добавлении источника надобно не забыть выделить плоскость, на которой карта нужна.

paparazzo
Большое спасибо за манул!
Алгоритм расчёта прост и ясен, но только это не даёт ответа мой вопрос...

A_P_V

Цитата:

сравнивал теорию, RI и непоследовательный режим - совпадало.

Так, минуточку! Это ещё ничего не значит! Я тоже могу рассчитать одиночную линзу в последовательном режиме с входным зрачком, лежащим на её первой поверхности. Так как входной зрачок будет примерно совпадать с передней главной плоскостью линзы, то формула четвёртой степени косинуса будет корректна, что потом и можно будет проверить в непоследовательном режиме. А что в случае, если зрачок вынесен?

Итак, я предельно понятно сейчас покажу смысл моей "проблемы" на картинке!
ВНИМАНИЕ!!!
От удалённого объекта во входной зрачок приходит поток 100 Ватт. Если без всякой оптики, то поток пройдёт и попадёт на экран (рисунок 1). На экране будут 100 Ватт! Теперь ставим линзы прямо на диафрагму (рисунок 2) и на расстояние фокусного расстояния (рисунок 3). Линза собирает весь поток и на экран должны прийти 100 Ватт, но дело в том, что в последовательном режиме график освещённости для этих двух случаев разный, а это говорит о том, что если на краю падает освещённость, то и весь попавший на экран поток меньше 100 Ватт. Как такое может быть?
Теперь понятно о чём я пытался сказать?

putman

А не проще все это в Zemax сделать? Или принципиально TracePro?

☺ в Zemax и трассировкав разы быстрее, и оптимизатор получше.
Разве чтоине так наглядно.

Цитата:

А не проще все это в Zemax сделать? Или принципиально TracePro?

ЗЕМАКС показалась мне сложной из-за кучи всяких таблиц с неимоверным количеством непонятных полей и ячеек.
ТрейсПро по мне гораздо нагляднее.
---
Пока не знаю как собрать весь свет (велофары) отражателем на линзу, чтобы получилось максимально яркое пятно в центре и на самом срезе светотеневой границы.
Думаю сделать много плоских поверхностей на оси Z, каждой сделаю зайчик в нужную зону.
Посмотрю что получится.
А потом использую полученную кривую (из плоскостей) как путь для лофтинга параболической поверхности, которая собирает свет в плоскости X-Y.

Может быть дело в равномерности освещённости а не в количестве энергии?
Во втором случае те-же 100 ватт распределены равномерно по поверхности изображения.

putman, а как предполагается изготовление велофары?

Вот же понаписали ))

Без линзы - интенсивность распределена неравномерно (максимум интенсивности ближе к "центру", и убывает при смещении). причина - сами нарисовали тут (правая картинка), то есть, скажем, одинаковое количество энергии, что и ближе к "центру", "размазано" по большей площади экрана (лучи падают под бОльшим углом, чем дальше от центра).
когда же расположили линзу, то лучи падают практически перпендикулярно к поверхности (смотреть левую картинку по ссылке выше).

чтобы понять смысл - рассмотрите падение светового пучка на сферу, а потом "разверните" сферу в плоскость - интенсивность ближе к краям освещенной зоны будет меньше, чем в центре. сравните с параллельным пучком падающим на плоский экран (так и происходит когда у вас источник излучения в фокальной плоскости линзы - после прохождения линзы будет параллельный пучок. даже на схематическом изображении лучей это видно)


Цитата:

КУДА ИСЧЕЗАЕТ ЭНЕРГИЯ????? КТО МНЕ СКАЖЕТ???

да никуда она не девается - у вас же относительная освещенность, значит поделенная на что то и это "что то" не обязано быть одинаковым в обеих ситуациях. к тому же, как и сказал ранее, диаметры световых пятен будут, в общем случае, разные.