简介

OpticsBuilder文件准备工具通过将OpticStudio模型转换为OpticsBuilder(ZBD) 文件，使得光学工程师和机械工程师之间的文件传递更加高效。简单的转换过程有三个步骤：用户输入、绘图输入和保存.ZBD文件。

OpticsBuilder文件准备概述

OpticsBuilder文件准备工具位于OpticStudio内的文件...转换 (File...Convert)部分。

提示：如果您没有看到OpticsBuilder文件准备按钮，您需要将软件升级到OpticStudio 20.1或更高版本。

OpticsBuilder文件准备工具内有三个选项卡来对应转换过程的每个步骤。在“用户输入 (User Inputs)”选项卡中，光学工程师可以设置他们的分析偏好，并在比较OpticsBuilder光线追迹结果时为光斑尺寸、光线截取和像面污染定义允许的变化量。允许的变化量范围即序列系统到非顺序系统转换所允许的最大变化量。有关更多信息，请参见“错误 1: 光斑尺寸不匹配”一节。“绘图输入 (Drawing Inputs)”选项卡允许在 OpticsBuilder中自动填充生成镜头绘图所需的信息。最后，“保存 .ZBD 文件 (Save .ZBD File)”选项卡使用已更新的分析设置保存转换后的文件。

OpticsBuilder文件准备工具具有以下功能：

• 将序列文件转换为非序列文件。为了达成该目的，OpticsBuilder 文件准备工具将执行以下操作：

• 转换序列表面称为对应的非序列几何物体

• 检查确保转换后光线位置正确

• 检查确保转换后光线角度正确

• 确认光斑尺寸的变化在转换后仍然低于允许值

• 从序列模式转换失败后，打开并检查非序列文件

• 验证OpticsBuilder是否支持特定的非序列物体并能够导出该物体

• 为序列设计生成特定边界光线集合

• 手动填充双胶合、三胶合和四胶合镜头的绘图数据

• 添加注释到 ZBD 文件，供其他工程师参考

• 在光线追迹分析中，选择是否启用散射或光线分裂

要执行上述步骤，OpticsBuilder文件准备工具将复制初始文件。然后，如果文件是序列模式的，则将运行锁定设计(Design Lockdown)工具，生成特定光线集(Critical Rayset)，并使用非序列转换工具。这与转换到NSC组工具(Convert to NSC Group) 的使用过程类似。在帮助系统文件“公差选项卡>加工支持组>锁定设计 (The Tolerance Tab > Production Tools Group > Design Lockdown)”、“公差选项卡>加工支持组>特定光线生成器(The Tolerance Tab > Production Tools Group > Critical Rayset Genanerator)”和“文件选项卡>转换文件组>转换为NS组 (The File Tab > Convert Group > Convert to NSC Group)”中有更多关于这些步骤的信息。

一旦完成，这两个文件将被比较。首先，旋转和偏移矩阵将被拉出并进行比较。然后，光线追迹将在非顺序文件中对每个视场逐次运行，每个视场分配运行10,000条分析光线。最后将探测数据存储起来，并与序列文件提供的几何图像分析工具中的光斑大小数据进行比较。该工具将有以下设置：

该工具将遍历分析每个视场。对于每个视场而言，像素大小将由非序列模型中探测器上的x方向像素数量决定。

最后，特定光线集将被载入到非序列文件中，光线的着陆坐标将从探测器中读取。这些坐标将与原始的序列文件进行比较，任何更改都将与用户在“用户输入”对话框中输入的设置进行比较。

如果文件是非序列的，那么OpticsBuilder文件准备工具将检查不兼容的物体，并运行光线追迹来比较初始文件和复制文件。保存光线轨迹并进行路径分析来定位探测器的位置。

OpticsBuilder文件准备使用步骤

OpticsBuilder文件准备工具可以在序列模式或非序列模式中访问。使用之前，请打开要共享的文件并导航至文件... OpticsBuilder文件准备 (File...Prepare for OpticsBuilder)。您将发现自己位于“用户输入”选项卡。此时，您将需要执行以下操作：

1. 定义文件加载格式和静态临界光线追踪容差。目前，Creo是唯一可以加载ZBD文件的CAD软件。如果选中只读，则无法使用OpticsBuilder编辑数据，但可以使用CAD工具进行更改。您可以选择临界射线的位置和角度的允许变化量。Position Tolerance表示射线在原始文件和复制文件中的着陆位置之间允许的最大差异。Angle Tolerance将表示目标光线矢量与实际光线矢量之间允许的最大角度。 如果文件是序列模式的，您可通过选中Convert STOP Surface to Hard Aperture复选框将 STOP 表面作为CAD环境中的环形对象。如果文件是非序列的，您需要从瞳孔定义的下拉菜单中选择光阑表面/对象。

   

2. 选择在准备过程中使用的分析射线数量（如果文件是连续的）并选择分析首选项和允许的增量。在这里，您可以选择在光线追踪中是否考虑散射或光线分裂。此外，您还可以定义文件格式更改后图像平面上允许的更改量。特别是，“点大小”允许的增量将用于定义当文件从顺序模式转换为非顺序模式时可能发生的点大小的可接受变化。

3. 点击准备。此时，该工具将解析文件以确保没有错误或无效的对象类型。如果从序列设计开始，这是将设计转换为要在OpticsBuilder中使用的非序列设计的步骤。

   只要ZBD文件创建成功，用户则可以通过单击“下一步 (Next)”转到“绘图输入”选项卡。如果ZBD文件创建不成功，将显示一条错误消息，指示进程失败的原因和用户可能用于修复问题的步骤。

“绘图输入”选项卡是用户在 CAD 平台中输入绘图数据以自动生成 ISO 10110 光学制造绘图的地方。 OpticsBuilder 用户还可以将此信息的地图设置到他们自己的 CAD 自定义绘图模板上。 这将允许信息在他们每次使用 OpticsBuilder 中的绘图功能时自动填充到他们自己的模板中。

每个透镜表面组合由屏幕顶部的标签表示。如果一个元件类型被选择为“单透镜 (Singlet)”之外的其他类型，则将在该元件之后创建一个选项卡来指定胶合属性。

对于序列模型，在“绘图输入”选项卡上将自动填充以下信息：

• 前表面和后表面曲率半径

• 前表面和后表面的通光孔径

• 前表面和后表面的波长范围

• 前表面和后表面的波长公差

• 透镜材料

• 折射率

• 阿贝数

• 中心厚度

• 参考波长

这些数据来自镜头数据编辑器和公差数据编辑器。其他数据域数据必须手动输入。

对于非序列模型，在“绘图输入”选项卡上将自动填充以下信息：

• 透镜材料

填充绘图输入后，用户应该选择“下一步 (Next)”进入“保存 .ZBD 文件 (Save .ZBD File)”选项卡来输入注释。这些注释将附加到生成的文件中，并将被其他工程师查看到。当用户准备创建 ZBD 文件时，他们应该单击“保存 (Save)”。

ZBD文件格式

OpticsBuilder使用的ZBD文件格式旨在携带迭代光学机械封装分析所需的所有必要信息，因此可使得文件在OpticStudio和支持的CAD程序之间轻松地来回交换。此文件类型可以在OpticsBuilder和OpticStudio 20.1或更高版本中打开。ZBD文件中的信息包括以下内容：

• 序列模型（若存在）

• 非序列模型

• OpticStudio 基线光线追迹结果

• 特定光线集（仅存在于序列模型）

• 材料属性

• RMS光斑尺寸、光线遮挡和像面污染的允许变化程度

• 光学绘图信息

• 光学公差值

在 OpticStudio 中打开 ZBD 文件时，用户可以选择打开原始序列设计或包含非序列模式的 ZAR 以及从 OpticsBuilder 导出的任何附加机械组件。 如果设计源自非序列模型并且序列模型不存在，则非序列 ZAR 将自动打开。

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作者：Jacob Hart
Alexandra Culler, Senior Application Engineer, Ansys a Zemax Company