TracePro的2D和3D优化器功能（附案例）
TracePro是一款备受赞誉的光学设计类软件，广泛应用于光学和照明系统中的设计，分析和优化。它是一套以符合工业标准的ACIS（固体模型绘图软件）为核心所发展出来的光学软件。TracePro通过其强大的光学分析功能、直观的CAD操作界面以及强大的交互优化器，为用户提供了一个精致和强大的光学设计环境让使用者能在短时间内加快产品的上市。 `R x\wfr}
0q o]nw
TracePro的2D和3D优化 &a!MT^anA~
TracePro的2D和3D优化器功能十分强大，可以快速建立模型，交互式的改善您的设计来达到理想结果。下面是对该功能的详细介绍，并附案例演示！ uJSzz:\
8 -YC#&
1、简化原型工艺来优化 k"F \4M
'1"vwXJ"
TracePro通过利用2D对称和3D非对称优化器来简化光学模型的制作和照明系统。不同于传统的优化器，TracePro提供了一种简单易用、独特的功能来监测和控制制作过程的每一步。 Cs'<;|r(
a`6R}|ZB
2、设计过程 ,FL *Z9wA
+} x\|O
设计过程一般分为三个步骤：画原始草图，用CAD作图工具将大量的变量数据化，用强度、效率、辐照度、颜色、均匀性等参数建立评价函数。 '0<9+A#
W|(U} PrC
评价函数通过权重来平衡多个操作对象来达到你的预期目标。 #CRd@k ?
^4Tf6Fw#
3、宏语言功能 F% z$^ m-
_sK{qQxvM=
你可以利用TracePro强大的宏语言功能来控制每一个面或物体的几何和光学性能，并且还能够改变它们的位置。在你优化的前中后每一个阶段能查看到每一个变量。 |_m N:(3
zuS4N?t`p
4、优化方法 B ^@X1EE
Ya;y@44
TracePro的2D和3D优化器用的是Nelder-Mead法来优化的。 s"~3.J
>';UF;\5]Q
这种下山单纯形法是一种局部优化，收敛于最靠近起始点的局部最小解。在优化中，你可以控制这个优化过程，监测临时解决方案。你还可以改变原始参数，然后接着优化。整个过程都是可控的，你可以在很少的时间内找到更好的方案。 ^@f.~4P*I
n;LjKE
设计规格→优化器中作初始设计→定义变量→定义优化对象→TracePro中建立模型→优化→核实结果 >e!Y 63`
{ObU J3
[attachment=121787] \Vx_$E
TracePro的2D和3D优化器是很直观的工具光学设计工程师很容易精通，工具的主要功能如下： H;MyT Vl
W>(w&k]%B
1、表面列表 ;r} yeI Sf
D"CU J?
有各种类型的表面，例如平面的，B样条的，参数化的（双锥形表面），2D轮廓（非对称，对称，椭圆的），用户自定义路径（2D，3D）。 TTGWOC
y I } >
2、物体外观 3z% W5[E)
显示不同类型的物体，例如辐射对称体，挤压体，透镜，扫描体，双轴的；在属性编辑器里建立可调的初始参数。 jI%glO'2
rE%H NPO
3、属性编辑器 4{ [d '-H5
=wlPm5
选择物的变化，例如起点，中心，角度（X,Y,Z），倾斜，位移，厚度，材料种类，表面属性，拔模角，折射率。 9qvl9,*g
dP?QPky{9
4、优化确定选择对象的哪些值去优化，例如，光通量，色空间（CIE），辐照度分布，辐照度曲线，强度，坎德拉曲线，均匀性。用户也可以定义他们自己的优化目标。 _R}yZ=di
0UhJ
I
[attachment=121788] %Ix2NdC
图1.有光线追迹的单侧出光镜头轮廓 Of>2 m<
[attachment=121789] o37 D~V;
3.优化之后的LED光学元件及优化后的参数 S0`u!l89(
案例分享 >qZl
s' TracePro的3DInteractive Optimizer可以建立你想要的任意形状的透镜，对于透镜的设计十分方便。
关于TracePro3D Interactive Optimizer的透镜设计 #, h0K
注意：本文章是基于TracePro 7.72 Expert版本进行操作 9.B gsV .
1、点击优化下拉菜单栏,选择3D Interactive Optimizer。 C U: HTz=
[attachment=121790] <R? S
2、右击Surface list的左边空白处，选择Add Surface，添加2D Profile的Symmetric Profile，或者可以直接选择TIR lens Profile。并可添加一些简单的光线进行初始分析。 og&-P=4O
7^C&2k 5G
[attachment=121791] :eIQF7-
3、再右击Object View，选择Add object。可以选择Radial symmetry（旋转对称），或者直接选择生成TIR lens。 gv){&=9/
$LVzhQlD
[attachment=121792] 1A[(R T]
4、之后添加材料属性，发送到TracePro主界面仿真即可。 n`V? n
5、 以上是最简单的透镜设计，那么当我们有了透镜的二维平面图，如何在3D Interactive Optimizer去设计出来呢？这就要用到实用的Bitmap了，点击Surface list中的BMP，然后将透镜二维图复制黏贴到操作界面中。（提示：先选择一个固定点，在Property editor中编辑好坐标） 5A+@xhRf
啥？你拖不动图吗？那你要将鼠标放在中心的控制点上，才可拖动哦！！ L{oG'aK4
之后按照相应的尺寸添加Segment Point和Spline Control Point，如下图所示。 R6TT1Ka3c
[attachment=121793] &+3RsIl W
6、添加新的Object，并送到TracePro主界面进行仿真。另外，插入一个简单的LED光源进行光线追迹。 10xza=a
[attachment=121794] u4$R ZTC
b! r%4Ah
[attachment=121795] @`ii3 & W4
^^F 8M0k3
[attachment=121796]
|
