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光学システムの設計と解析

光学設計とシミュレーション、レイ トレーシング、スポット ダイアグラム、収差、レンズ歪み、像面湾曲解析

Optical Design and Simulation Library for Image Processing Toolbox™ を使用して、光学システムの設計とシミュレーションを行います。このライブラリを使用すると、カスタム光学設計の作成、包括的な材料ライブラリからのバルク ガラスとコーティング材料の使用、バルク材料のインポート、およびカスタムの光学材料および光学コーティングの作成が可能になります。このライブラリは、光学設計を 2 次元および 3 次元で可視化するための可視化ツールを提供します。さらに、ZMX ファイルからシステムをインポートすることで、既存の光学設計と統合できます。

光線のトレース、偏波解析の実行、スポット ダイアグラムの計算、ならびに収差、レンズ歪み、および像面湾曲の解析により、光学システムを評価できます。その後、結果を可視化できます。さらに、Optimization Toolbox™ で入手できる最適化ツールを使用して、光学システムと光学コーティングを最適化できます。

光学システム デザイナー アプリは、光学システム設計のための対話型インターフェイスを提供します。このアプリを使用して、カスタム光学システムの設計、ZMX ファイルからインポートした光学システムのシミュレーション、トレースされた光線、ならびにスポット ダイアグラム、収差、歪み、像面湾曲、およびその他の解析結果の対話的な可視化を行うことができます。

Optical Design and Simulation Library for Image Processing Toolbox の使用を開始するには、Get Started with Optical Design and Simulationを参照してください。

Optical Design and Simulation Library for Image Processing Toolbox は、アドオン エクスプローラーからインストールできます。アドオンのインストールの詳細については、アドオンの入手と管理を参照してください。

Double Gauss lens system visualized in 2-D (top) and 3-D (bottom) using the Optical Design and Simulation Library.

アプリ

光学システム デザイナーDesign and analyze optical systems (R2026a 以降)

関数

すべて展開する

システム コンポーネントの作成と操作

opticalSystemModel components of optical system (R2026a 以降)
addDiaphragmAdd physical diaphragm component to optical system (R2026a 以降)
addImagePlaneAdd image plane component to optical system (R2026a 以降)
addMirrorAdd mirror component to optical system (R2026a 以降)
addRefractiveSurfaceAdd refractive surface component to optical system (R2026a 以降)
addGapAdd gap between optical components (R2026a 以降)
addAdd optical component to optical system (R2026a 以降)
changeGapChange gap between components in optical system (R2026a 以降)
distanceAfterQuery distance after optical component (R2026a 以降)
distanceBeforeQuery distance before optical component (R2026a 以降)
insertInsert optical component into optical system (R2026a 以降)
removeRemove component from optical system (R2026a 以降)
resolveMaterialsResolve component materials in optical system against glass library (R2026a 以降)
setConstructionFrameSet coordinate break for all subsequent components in optical system (R2026a 以降)

光学システムの調整

focusPosition image plane of optical system to minimize RMS spot size (R2026a 以降)
updateSemiDiametersUpdate semi-diameters of surfaces in optical system (R2026a 以降)
zmxinfoRead metadata of ZMX file (R2026a 以降)
zmximportImport optical system from ZMX file (R2026a 以降)

2 次元可視化

view2dVisualize optical system in 2-D (R2026a 以降)
OpticalSystemViewer2DCustomize 2-D visualization of optical system (R2026a 以降)

3 次元可視化

view3dVisualize optical system in 3-D (R2026a 以降)
OpticalSystemViewer3DCustomize 3-D visualization of optical system (R2026a 以降)

レイ・トレーシング

fieldPointCreate field point representation of light source (R2026a 以降)
samplingGridCreate ray sampling grid for entrance surface of optical system (R2026a 以降)
traceChiefRayTrace chief ray through optical system (R2026a 以降)
traceMarginalRaysTrace marginal rays through optical system (R2026a 以降)
traceRaysPerform ray tracing through optical system (R2026a 以降)

光学システムの仕様

halfFieldOfViewCompute half field of view of optical system (R2026a 以降)
paraxialInfoCompute paraxial information, including cardinal points, for optical system (R2026a 以降)

画質と収差解析

chromaticAberrationCompute lateral and longitudinal chromatic aberration of optical system (R2026a 以降)
fieldCurvatureCompute tangential and sagittal field curvature (R2026a 以降)
lensDistortionCompute geometric lens distortion for optical system (R2026a 以降)
rayAberrationCompute tangential and sagittal ray aberration of optical system (R2026a 以降)
spotCompute spot at which rays converge in image plane (R2026a 以降)

解析の可視化

spotDiagramChart displaying spot diagram of optical system (R2026a 以降)
showPlot analysis result (R2026a 以降)

ガラス ライブラリの管理

glassLibraryGlass material library for optical system components (R2026a 以降)
changePriorityChange priority of glass material catalog in glass library (R2026a 以降)
addGlassCatalogAdd new glass catalog to glass library (R2026a 以降)
removeGlassCatalogRemove glass material catalog from glass library (R2026a 以降)
restoreDefaultGlassLibraryRestore glass library to default settings (R2026a 以降)

ガラス材料の選択と使用

pickGlassPick named glass material from glass library (R2026a 以降)
searchGlassLibrarySearch glass library for glass material (R2026a 以降)
refractiveIndexCompute complex refractive index for optical material (R2026a 以降)
resolveMaterialsResolve component materials in optical system against glass library (R2026a 以降)
opticalMaterialPickerOptical material picker UI component (R2026a 以降)

カスタム ガラス材料の作成

opticalMaterialCreate optical material (R2026a 以降)
refractiveIndexCompute complex refractive index for optical material (R2026a 以降)

コーティング材料の選択

pickCoatingMaterialPick optical coating material from coating material library (R2026a 以降)
coatingMaterialLibraryOptical coating material library (R2026a 以降)
addCoatingMaterialAdd new optical coating material to optical coating material library (R2026a 以降)
removeCoatingMaterialRemove optical coating material from optical coating material library (R2026a 以降)
restoreDefaultCoatingMaterialLibraryRestore optical coating material library to default (R2026a 以降)

カスタム コーティング材料の作成

opticalMaterialCreate optical material (R2026a 以降)

光学コーティングの設計と適用

opticalCoatingCreate optical coating for optical system surfaces (R2026a 以降)
fresnelCoefficientsCompute Fresnel coefficients for optical coating (R2026a 以降)
addCoatingAdd optical coating to lens surfaces in optical system (R2026a 以降)
removeCoatingRemove optical coatings from lens surfaces in optical system (R2026a 以降)
opticalCoatingEditorOptical coating editor UI component (R2026a 以降)

光学コーティング ライブラリの管理

coatingLibraryOptical coating library for optical system components (R2026a 以降)
addCoatingAdd optical coating to optical coating library (R2026a 以降)
removeCoatingRemove optical coating from optical coating library (R2026a 以降)
restoreDefaultCoatingLibraryRestore coating library to default (R2026a 以降)

光学コーティングの参照

pickCoatingPick optical coating from optical coating library (R2026a 以降)
opticalCoatingPickerOptical coating picker UI component (R2026a 以降)

トピック

開始

光学システムの解析

光学コーティング

注目の例