Ansys Zemax | 如何将透镜导出为CAD格式

在光机系统的创建过程中，光学工程师需要将最终完成的光学设计与机械工程师共享，这样才能构建满足装配需要的机械几何结构，并创建完整的光机设计虚拟原型样机。

在本文将展示如何将导出CAD文件 (Export CAD File) 工具用于单透镜示例，并解释一些导出设置和该工具的限制性。（联系我们获取文章附件）

简介

导出CAD文件 (Export CAD Files) 工具可用于将序列或非序列元件输出为常见的CAD文件格式，如IGES、STEP、SAT等。这对于从OpticStudio中将光学设计迁移到机械设计软件（SOLIDWORKS或CREO等，可用于建模必要的机械部件并创建完整光机设计的虚拟原型样机）中是非常方便的。导出CAD文件工具也可以用来导出整个系统的光路，为机械工程师提供实用的指南以避免光束遮挡。

导出单透镜

本文附件中包含序列 (Sequential) 模式下搭建的单透镜。打开该文件之后，你可以通过点击：文件 (File )> CAD文件 (CAD Files) ，打开导出CAD文件工具，此操作将打开一个独立窗口，该窗口包含控制导出选项的若干不同设置。以下将简要描述最常用的设置，可以通过点击“文件 ( File )选项卡 >输出文件 ( Export ) 组>CAD文件 (CAD Files)”，在OpticStudio的帮助文件中查看更多细节信息。

假设您只想导出构成单透镜的两个表面，即前表面和后表面，可以通过以下选择完成：

1.通过输入起始面 (First Surface) 和终止面 (Last Surface) 确定要导出的表面范围；
2.通过选择文件类型 (File Type) 选择要导出表面的格式 (OpticStudio支持导出为：STEP、IGES、SAT和STL格式)；
3.点击“OK”。

单击“OK”打开标准文件资源管理器窗口，在此窗口进行如下操作：

4.输入文件名称 (File name)；
5.选择文件位置；
6.选择“保存 (Save) ”运行导出CAD文件工具，导出所需的表面。

如何导出光线

导出CAD文件工具也可用于将光线信息导出为IGES、STEP和SAT格式。注意，STL格式不支持直线实体，因此在导出为STL格式时，不能导出光线。

假设您希望使用与上述示例类似的设置导出完整系统，但是此设置下OpticStudio布局图 (Layout) 中只显示两个视场点的光线。

 

为导出光线，打开文件 (File) >CAD文件 (CAD Files)，并进行如下操作：

1.选择起始面：1光阑自由移动，终止面：4，确定表面范围；
2.通过选择光线样式 (Ray Pattern)：XY扇形 (XY Fan)，光线数量 (Number Of Rays)：7，输出光线样式和密度；
3.波长 (Wavelength)：所有 (All)，视场 (Field) ：所有 (All) ，输出所有光线。

最后，完成上述设置后运行导出CAD文件工具。

 

创建的STEP文件可以在CAD软件中打开，如下图所示：SolidWorks生成的光线分布与OpticStudio中显示的相同。

 

注意，CAD软件在默认情况下不读取也不显示显示光线信息。想要了解如何在SolidWorks和Autodesk Inventor中显示导出的光线，请参阅之前文章： “如何在SolidWorks和Autodesk Inventor中显示导出的光线。”

导出CAD文件工具也可以在非序列模式 (Non-Sequential Mode) 下使用。与序列模式的主要的区别是：非序列模式下的光线数量和光线样式选项是灰色的，这是因为要导出的光线数量和分布由要导出的光源物体 (Source Objects) 及非序列元件编辑器 (Non-Sequential Component Editor) 中的#陈列光线条数(# Layout Rays)控制。

导出数据的限制

OpticStudio支持多种类型的复杂表面和物体形状的建立，在OpticStudio中可以精确地建立这些形状的模型，并满足光学光线追迹分析所需的非常高的数值精度。然而，OpticStudio支持的大多数复杂光学形状在常用的CAD程序中没有类似的模型，在一般CAD文件格式（如IGES、STEP和SAT）中也没有精确的代表物体。

因此，OpticStudio必须使用最接近的CAD格式来模拟近似精确的表面形状。这种近似通常是很实用的，但是对于一些非常精确的非球面形状，这种近似对于其光线追迹来说仍不够精确。这不是OpticStudio产生的限制，而是CAD数据交换格式的限制，OpticStudio需要将数据导出到CAD程序。在一些罕见情况下，可能需要在CAD程序中直接重新创建复杂的几何物体，而不是使用OpticStudio的导出功能。