OpticStudio 如何讓

光學元件

繞空間任意一點傾斜

OpticStudio中

座標

間斷的使用是非常靈活的。座標間斷可以以空間任何一點為中心傾斜和偏心光學表面或者光學元件組，而保持其他光學元件位置不變。

本文我們將介紹

不影響其它光學元件位置的前提下，如何以光學元件前端點、中心以及空間任意一點為中心傾斜/偏心光學元件

如何利用全域性座標檢查傾斜後整個

光學系統

範例檔案初始結構

範例檔案的光學系統由3片凸平透鏡構成，其中3D Layout以及鏡頭資料編輯器（LDE）圖如下所示

注意圖中A、B、PP點為軸上固定點，其位置分別與未經傾斜或者偏心時透鏡2前、後表面中心位置以及透鏡2中心位置相同。

從LDE中可以看出物體位於無窮遠，光闌位於透鏡1前表面，第六行和第七行為透鏡2的前後兩個表面。為了方便觀察，我們用半徑為無窮大的平面將透鏡分隔開（表面5、9和12）。

以透鏡2前端點為中心傾斜/偏心透鏡2

具體設定步驟如下

1、表面5後插入一個座標間斷面（表面6），此時表面6的中心點與透鏡2的前端點重合（A點）。為了方便觀察我們可以在備註欄中備註：

pivot point at

A。“Tilt About X”設定為5°，實現傾斜。

2、表面8後插入一個座標間斷面（表面9），表面9的“Tilt/Decenter”的 “Coordinate Return”設定為“Orientation， XYZ”，“To Surface”選擇表面6。實現座標迴歸，使其迴歸到座標間斷前所在位置。因此此時透鏡2的前端點位於B點。

3、表面9後插入一個標準面（表面10），厚度為透鏡2的厚度3mm，使透鏡2的前端點再次回到A點。

執行每一步後3D Layout和LDE分別如下所示

我們可以用Layout圖檢查座標是否正確，但是在Layout圖中我們不能檢查微小的傾斜或者偏心。因此如果想要檢查微小的傾斜或者偏心，最好是檢視系統中每個元素的全域性座標。

在“Analysis / Report / Prescription Data”中開啟全域性座標並僅勾選“Global Vertex”。

每個光學元件的全域性座標將在輸出視窗中列出，從中可以得到如下結論

1、第10個表面到第15個表面並未發生傾斜或者偏心，因為第10個表面到第15個表面的

旋轉矩陣

只包含了1和0，並且透鏡3和像面的Y軸座標都為0即這些曲面中心位於系統

座標軸

上。

（請注意：10負16次方級別的數字為系統誤差，可以視為0）。

2、鏡頭2已傾斜5°：表面6到表面7的“Tilt X”為5。

以透鏡中心為圓點傾斜透鏡

如果我想要以透鏡中心為圓點傾斜透鏡，我可以使用類似於上述的方法

1、座標間斷面移至透鏡中心點，傾斜。

2、將座標軸返回座標間斷面前方，撤消傾斜和傾斜。

3、恢復初始座標系統。

傾斜後系統的3D Layout以及LDE圖如下所示。透鏡2傾斜5°，傾斜中心為透鏡中心位置，即點A和B之間的一半。注意觀察LDE中，第6、7、10和11個表面。其中第7、10個表面為座標間斷面。

具體的設定步驟如下

1、在表面5後插入一個標準面（表面6），其厚度為1。5mm即透鏡2厚度的一半。此時透鏡2的前端點為PP點，

中心點

為B點。

2、表面6之後插入座標間斷面（表面7），厚度設定為“拾取求解”：“From Surface”設定為6，“Scale Factor”設定為-1。“Tilt about X”同樣設定為5°。OpticStudio先以PP點為中心傾斜5°。

因為座標間斷面的厚度設定為-1。5mm，所以傾斜5°之後，OpticStudio會再以PP點為起點左移1。5mm。此時透鏡2的前端點回到A點位置。此時透鏡2之後的光學元件也傾斜了5°。

3、表面9之後再插入一個座標間斷面（表面10）執行座標迴歸，使其迴歸到座標間斷前所在位置並撤消傾斜和偏心。表面9的“Tilt/Decenter”的 “Coordinate Return”設定為“Orientation， XYZ”，“To Surface”選擇表面6。

4、表面10後插入一個標準面（表面11），厚度為1。5mm，使得透鏡2的中心位置回到PP點。

以空間任意一點為中心傾斜

上述情況都是特殊情況。OpticStudio也可以以空間任意一點為中心傾斜/偏心光學元件

例如，假如我想將鏡頭將透鏡2沿著X軸傾斜7°。傾斜中心為透鏡2中心點上方20mm處。傾斜後系統的3D Layout以及LDE圖如下所示。

從LDE圖中可以看出。鏡頭2前表面和後表面分別添加了三個表面。儘管系統看似複雜，但是大部分的數值都是OpticStudio自動計算的。

我們僅需進行一次設定。就可以將中心點設定在以空間中任意位置。

鏡頭前的三個面用於將座標間斷表面中心與空間任意一點重合，執行傾斜並返回。鏡頭後的三個面進行相同的操作實現對透鏡2後面的光學系統撤銷傾斜以及座標迴歸。

因此在第7個表面輸入數值，可以對透鏡2實現任意的傾斜或者偏心的組合。在第6個表面輸入數值可以使以空間任意一點為中心點。

以下為設定步驟

1、在表面5後面插入座標間斷面（表面6），設定相應的厚度、

傾斜度

、偏心度，使得表面6的中心與我們定義的空間任意一點重合。本例中，我們假設任意一點位於透鏡2中心點上方20mm處。

2、在表面6後面再插入座標間斷面（表面7）實現傾斜。本例中，設定沿X軸傾斜7°。

3、在表面7後面再插入座標間斷面（表面8）實現座標迴歸。所有引數都設定為“拾取求解”，“From Surface”設定為6，“Scale Factor”設定為-1，注意“Order”設定為1。

4、在表面10後面再插入座標間斷面（表面11），將透鏡2後的光學元件返回到執行步驟2之後的位置。

5、在表面11後面再插入座標間斷面（表面12），將透鏡2後的光學元件返回到執行步驟1之後的位置。

6、在表面12後面再插入座標間斷面（表面13），將透鏡2後的光學元件返回到初始結構位置。

任何光學元件都可以使用相同的方法，在任意座標系統偏心和

傾斜光學元件

。

最後一個注意事項：當設定軸外點中心點時，我們可以隱藏一些座標間斷面。當我不經常更改中心點位置時，這樣可以簡化鏡頭資料編輯器。下圖顯示了簡化之後的鏡頭

資料編輯器

。點選需要隱藏的表面，右擊選擇“隱藏面”，即可隱藏該表面。

總結

1、座標間斷可以以任何一點為中心傾斜和偏心光學表面或者光學元件組，而保持其他光學元件位置不變。

2、通常，為了使鏡頭元件傾斜或者偏心，首先將座標間斷移動到我們期望的中心點，進行傾斜或者偏心，並從中心點返回。在鏡頭元件後，以同樣的操作撤銷元件後面光學元件的偏心或傾斜。

3、該方法適用於任何傾斜或者偏心的組合。

3、使用全域性座標來檢查座標中斷是否設定準確。

4、為了簡化鏡頭資料編輯器，隱藏不經常使用的行。