» Программы для разработки, тестирования, оптических систем

Цитата:

В Земакс в непоследовательном режиме в окне Detector Viewer отображается параметр Total Hits. Как я понимаю, это суммарное количество лучей достигших детектора. Какое максимальное значение может иметь этот параметр?

Похоже баг Земакса. При одной из трассировок этот параметр получился отрицательным.
...Или в этом какой-то смысл??

Подскажите по Zemax. Задаю 100 000 000 лучей для трассировки (по времени считает около 15мин), кривую в результате можно рассматривать, если только smoothing на максимуме (25). А где-то тут проскакивало, что smooting должно быть 0 (ну или 1,2). Вопрос - нужно лучей еще больше брать? (смущает время расчета, в zemax пока на ВЫ
Немного ОФФ - а кто-то еще использует ОПАЛ?

Можно ли в Zemax задать покрытие (объект), спектральное пропускание которого зависит от координаты луча?

Т.е. например на краю пластинки пропускаем 400 нм, на другом краю 700 нм, а в центре 550. Причем равномерно убывает пропускание, т.е. каждая область пластинки имеет свою полосу пропускания длин волн.

Цитата:

Задаю 100 000 000

Цитата:

смущает время расчета

время и количество лучей сильно зависит от схемы.
Скорее всего у вас до приёмника доходит лишь малая часть лучей.

A_P_V, система не сложная, 4зеркала и диф.решетка. А вот на приемник и правда мало лучей доходит (по рисунку так и есть). Видимо некорректно задала источник и диафрагмы... Буду думать!

Цитата:

Вопрос - нужно лучей еще больше брать? (смущает время расчета, в zemax пока на ВЫ

Оценивается просто: при 100 лучах на пиксель (!!) детектора имеем 10% статистическую погрешность. При 1000 лучах - примерно 3% ну и так далее. А чтобы побыстрее трассировало надо пользоваться разными ускорителями. Вот, например:
http://www.radiantzemax.com/kb-en/Knowledgebase/How-to-Model-Scattering-Efficiently?Keywords=importance
Не уверен, подойдет ли это вам непосредственно, но принцип похож...

подскажите, пожалуйста, существуют ли программы для селективной сборки объективов?

ging, спасибо, ваша ссылка полезна. мне видимо что-то подобное и нужно: свет от лампы проходит узкую щель - и дальше уже только малая часть доходит до детектора. В жизни щель так и освещают (напрямую, без сопряжения) и света хватает, но получается мне для расчета нужно огромное число лучей задавать, либо есть какая-то хитрость наподобии того, что в статье описано для рассеяния

Джентльмены, прошу совета. Есть проекционная система, расположенная под углом к зеркалу, от которого лучи идут в глаз наблюдателя.



Изображение, понятное дело, имеет наклонную трапецеидальную (keystone) дисторсию.



Вопрос: насколько можно выправить изображение (уменьшить дисторсию или, хотя бы, сделать изображение сетки симметричным, пусть и кривым) без электронной коррекции и применения асферики?

jsnjack

существует-Земакс!

Что за глюк в Zemax?
Когда толщина последней поверхности стоит Solve Marginal Ray Height - нормально строит изображение в Bitmap Image analisys.
Когда ставлю значение последней поверхности в Fixed с тем же значением ,что и при Solve - Bitmap Image Analisys показывает размазанное пятно.

Кто-нибудь сталкивался?

Barabek

Цитата:

без электронной коррекции и применения асферики?

Боюсь без асферик никуда. Та же задача стоит у всех проектировщиков Heads-Up дисплеев. Так они используют Off-axis Asphere для такой коррекции. При этом называют их Freeform .
parason33

Цитата:

либо есть какая-то хитрость наподобии того, что в статье описано для рассеяния

А вы попробуйте назад лучи трассировать... Т.е. от приемника к источнику. Так можно будет определить "предпочтительное" направление/распределение света источника. Ну а дальше - либо аналитически, либо User Defined Source .


Добавлено:

Цитата:

Кто-нибудь сталкивался?

Слушай, там было что-то, что он может автоматически подвинуть плоскость изображения.

Цитата:

Та же задача стоит у всех проектировщиков Heads-Up дисплеев

В том то и дело, что я этим и занимаюсь. И важно знать пределы, до которых можно дойти на сферической оптике, чтобы не буксовать дальше, пытаясь улучшить неулучшаемое и принять решение о том, что эффективнее - или применить асферику или компенсировать оставшуюся дисторсию электроникой. Пока дошел до того, что остаточная дисторсия на сферических линзах может быть в пределах 12 - 15%. Но можно ли её уменьшить ещё? А может быть уменьшать дальше смысла нет и это борьба с ветряными мельницами? И можно ли при наклонном проекторе сделать изображение сетки симметричным (относительно центра) не применяя при этом freeform (склоняюсь к мысли, хотя может и неверной, что он, в основном, здесь нужен для коррекции астигматизма), чтобы потом эту сетку электронной коррекцией выправить? Интуиция подсказывает, что можно, но габариты системы могут быть недопустимо большими, (из-за децентрировок и наклонов линз, которые в нынешней системе итак присутствуют) и проще, всё-же, сделать коррекцию электроникой. Но вот вопрос о минимальной дисторсии на сферических линзах остаётся открытым. Может, всё-таки, у кого-то в этой области опыта больше, чем у меня?

Цитата:

Слушай, там было что-то, что он может автоматически подвинуть плоскость изображения.

Разобрался! Неправильно длины волн задал.... А bitmap image analisys считает для RGB. Когда сделал нужные, все стало на свои места. Но по идее и для Marginal Ray Solve должно было быть смазанное, но этого не произошло... Ну да бог с ним.

Barabek,

А вы пробовали наклонять и децентрировать источник изображения ?
Изображение у вас получилось искаженным (трапецеидальнaя дисторсия),a линии резкие или с заметным рассеянием? Если резкие, то дигитальное исправление дисторсии предпочтительнее. Если нет, то без асферики (внеосевой!) не обойтись.

Цитата:

А вы пробовали наклонять и децентрировать источник изображения ?

Источник наклонён и децентрирован. Изображение резкое (относительно) только в центре, по краям нет. Искривление ПИ не особо помогает, большой остаточный астигматизм. Получается, что дальше только асферика? И где, в таком случае, её лучше ввести - всё на зеркало бросить или по линзам распределить. Хотя вопрос - можно ли зональную асферизацию на сферическом зеркале провести? Причем зональную не по краю, а в центре. Имеются ли такие технологии?

PS. А Вы такими или близкими вещами занимались? Можете назвать минимально достижимую дисторсию на сферах и возможность получения симметричной картинки?

Barabek,
По-моему, вопрос не вполне правильный: важно, какая дисторсия допустима в вашем конкретном случае. У меня просили нескомпенсированную дисторсию не более +/- 2% на поле +/- 20 градусов. Куда вводить асферику определяется массой факторов, не только требованиями к дисторсии: требуемый контраст, относительное отв., поле зрения, габариты, угол наклона зеркала к оси и т.д. Ваше зеркало, как я понимаю, сферическое. Можно ли его заменить на асферику, например, на тор? Можно ли ввести в вашу систему зеркало?

Цитата:

Хотя вопрос - можно ли зональную асферизацию на сферическом зеркале провести? Причем зональную не по краю, а в центре. Имеются ли такие технологии?

Такое можно сделать. Насколько четкой должна быть граница между асферикой и сферой? Может проще асферическое зеркало сделать?

Цитата:

Насколько четкой должна быть граница между асферикой и сферой?

Думаю, что особых требований к границе нет. Пока не прорабатывал этот вопрос, лишь интересует возможность изготовления. С одной стороны асферизация зеркала не очень выгодна по ряду причин, среди которых первое место занимает чувствительность к ошибкам изготовления. Но в тоже время с другой - требования к точности изготовления, в случае изготовления, я думаю, будут не сильно жёсткими, т.к. основа - полимер, на который напыляется отражающий слой. Может просто сделать форму для литья, чтобы потом эти зеркала выливать в массовом порядке? Но сколько это будет стоить? Или всё же не заморачиваться и сделать асферику на линзах проекционника? В общем, пока в раздумье. На письмо ответил.


Цитата:

Можно ли его заменить на асферику, например, на тор?

Думаю, что можно.


Цитата:

Можно ли ввести в вашу систему зеркало?

Если в проекционный объектив - то весьма проблематично.

Цитата:

Оценивается просто: при 100 лучах на пиксель (!!) детектора имеем 10% статистическую погрешность. При 1000 лучах - примерно 3% ну и так далее.

Могли бы дать ссылку на теорию расчета по этому вопросу? Каким образом получаются 3% и 10%?

Всегда задумывался какое количество лучей будет достаточным. Обычно беру не менее 100 на пиксел.

Цитата:

Каким образом получаются 3% и 10%?

Отношение сигнал-шум SNR=sqrt(Nлучей/Nпикселей)

Вроде такая формула. Т.е. при 100 лучах имеем сигнал-шум 10, при 1000 лучах имеем 31.
А шум - вычислительный, из-за недостатка лучей!

Наглядный пример ниже



Добавлено:
Я считаю SNR=10 достаточно!

Barabek

Цитата:

С одной стороны асферизация зеркала не очень выгодна по ряду причин, среди которых первое место занимает чувствительность к ошибкам изготовления.

Не знаю поможет ли Вам эта информация, но у меня валялся модуль для хедапа, который ставят кажется на пежо (короче дешевый вариант), там асферическое зеркало, напоминает тор, но я точно не выяснял.

Barabek
"полимер, на который напыляется отражающий слой"
Проверьте температуры хранения: покрытия на полимерах имеют приятное свойства отслаиваться

Цитата:

асферическое зеркало, напоминает тор

А как, вообще, выбрать какую поверхность использовать - тор или внеосевой параболоид? У меня такие мысли: т.к. тор имеет 2 плоскости симметрии, то им хорошо исправляется астигматизм. Парабола же правит сферическую и, в небольшом поле, - кому. Важнейшая аберрация глаза, которую необходимо исправлять в первую очередь - это астигматизм. Поэтому, если с зеркала лучи идут сразу в глаз наблюдателя, то поверхность такого зеркала выгоднее сделать торической. Если же лучи проецируются в какую-то иную плоскость (а не в плоскость глаза) - то предпочтительнее (на мой взгляд) - внеосевая. Правильно мыслю?


Цитата:

покрытия на полимерах имеют приятное свойства отслаиваться

А вот это действительно важно. Надо будет испытания провести.

Barabek

Цитата:

плоскости симметрии, то им хорошо исправляется астигматизм.

Я этим вопросом предметно не занимался, и в земаксе совсем не спец, но с помощью торического зеркала астигматизм мне исправить удалось (особенно по центру), однако у меня осталась ужасная кривизна поля. Правда она может иметь некоторый смысл, если, например, Вы конструируете так называемый "контакт-аналог дисплей" (см., например, http://www.mmk.ei.tum.de/publ/pdf/08/08poi1.pdf ).

Если речь идёт не о массовом производстве, то нанести отражающее покрытие на полимер, по-видимому, непросто. Мне надо было напылить один-два зеркала, и желающих работать с полимерами я не нашёл (классический ответ - да, мы собираемся в будущем, но сейчас - нет), поэтому сделал на стекле.

Цитата:

в земаксе совсем не спец

Земакс на этапе рассуждений не сильно поможет. Тут я пока пытаюсь понять какие преимущества даёт та или иная форма поверхности. Ещё один мысленный эксперимент для определения возможности нанесения зеркального покрытия на freeform поверхность (для наглядности рассуждений будем работать в макромасштабе) - пусть имеется некая сферическая поверхность и набор абсолютно упругих шаров, имитирующих световые ФОТОНЫ (забудем, на время, о том, что фотоны не имеют массы покоя и прочие физические моменты, рассматриваем задачу с точки зрения геометрии). Заряжаем пушку шарами и выстреливаем в сферу, т.е. имитируем световое излучение. Пусть шары упали на поверхность под всевозможными углами, но отразились в нужном нам направлении, т.е. пришли из области пространства А в заданную точку Б (мы смоделировали фокусировку). Рассмотрим теперь поверхность от которой отразились шары - каждый шар оставил вмятину и если мы в другой раз пустим шары по той же траектории, то попадая в эти же вмятины они вновь соберутся в точке Б. Переналожение этих вмятин создаёт поверхность сложной формы, по сути - freeform, которую можно описать многоэтажными полиномами n-ых степеней. А теперь возвращаемся к обычной геометрической оптике и пытаемся нанести на полученную freeform поверхность зеркальный слой - вряд ли что получится, т.к. его невозможно будет равномерно напылить - где-то толщина слоя окажется выше и в итоге форма вмятины изменится, а значит - отражение будет уже происходить совсем в другом направлении. Делать на каждую лунку по маске и напылять через неё - жизни не хватит. Вот и получается, что на данном этапе развития технологий зеркальные freeform поверхности без вращательной симметрии в изображающей оптике будут иметь очень ограниченное применение. Я прав или ошибаюсь?


Цитата:

Если речь идёт не о массовом производстве

Тут речь, как раз, идёт о массовом производстве.
ЗЫ. См. пм

Barabek.
Проблемы нанесения зеркального или просветляющего покрытия на freeform поверхности несколько (мягко говоря) преувеличены. Реальная проблема - точность изготовления, наличие точек перегиба, точность контроля и т.п.
А зачем вы это зеркало делаете сферическим а не плоским вообще? Это HUD или HMD?
Может быть проще не создавать проблему, чем ее решать потом?

Цитата:

Проблемы нанесения зеркального или просветляющего покрытия на freeform поверхности несколько (мягко говоря) преувеличены

Возможно, поэтому и спрашиваю тут совета. Это HMD - защитный щиток.


Цитата:

Может быть проще не создавать проблему, чем ее решать потом?

Так я пытаюсь предусмотреть возможные проблемы, чтобы или сразу от такого решения отказаться или потом быть готовым к их появлению.

корректно ли использовать Image Simulation для конечного анализа качества всей системы, например телескопической? по этому примеру Samples\Sequential\Image Simulation\Example 1, A singlet eyepiece.zmx?

Цитата:

корректно ли использовать Image Simulation для конечного анализа качества всей системы, например телескопической? по этому примеру Samples\Sequential\Image Simulation\Example 1, A singlet eyepiece.zmx?

поясните чего вы хотите добиться анализом через эмуляцию.
чем не нравятся другие критерии, та же ФПМ?