LightTools 簡介

Optical Research Associates (ORA?)公司以研制國際領(lǐng)先的CODE V?光學(xué)工程軟件而著稱于世。1995年，該公司根據(jù)用戶需求和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隆重推出最新產(chǎn)品 — 光學(xué)系統(tǒng)建模軟件LightTools，馬上得到各國用戶的歡迎和好評(píng)，并獲得國際大獎(jiǎng)。1997年，ORA又研制成功與LightTools主體程序配套使用的Illumination模塊，圓滿地解決了照明系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)問題。

LightTools是一個(gè)全新的具有光學(xué)精度的交互式叁維實(shí)體建模軟件體系，提供最現(xiàn)代化的手段直接描述光學(xué)系統(tǒng)中的光源、透鏡、反射鏡、分束器、衍射光學(xué)元件、棱鏡、掃描轉(zhuǎn)鼓、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及光路。由于 LightTools把光學(xué)和機(jī)械元件集合在統(tǒng)一的體系下處理，并配有“放置”光源、發(fā)射光線的非順序面光線追跡的強(qiáng)大功能，使它在系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)、復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃、光機(jī)一體設(shè)計(jì)、雜光分析、照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析、單位各部門間學(xué)術(shù)交流和數(shù)據(jù)交換、課題論證或產(chǎn)品推廣等各環(huán)節(jié)中均可發(fā)揮重要的作用，成為人們理想的工具。

ORA，作為SolidWorks的解決方案合作伙伴，已經(jīng)推出了LightTools 和SolidWorks的連接模塊，這個(gè)模塊可以直接將Light tools連接到SolidWorks三維CAD軟件中，為光學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)營造了一種友好而創(chuàng)新的工作環(huán)境。這一新模塊使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)?SolidWorks的機(jī)械模型與LightTools連接起來，這樣設(shè)計(jì)人員可以在其SolidWorks軟件中更好地設(shè)定光學(xué)屬性，優(yōu)化并直接更新他們的SolidWorks模型。SolidWorks連接模塊的功能及優(yōu)勢(shì)包括：

半導(dǎo)體照明是二十一世紀(jì)最具有發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)，正在引發(fā)全球性照明光源的革命。我國半導(dǎo)體照明正步入自主創(chuàng)新、高速發(fā)展的重要時(shí)代，是行業(yè)發(fā)展的前所未有的歷史機(jī)遇。未來幾年中，大量城市道路及景觀照明項(xiàng)目中，將不斷推出并采用半導(dǎo)體照明技術(shù)及其產(chǎn)品的方案。而LightTools這款真正意義上的照明設(shè)計(jì)軟件,能夠幫助工程師進(jìn)行LED二次光學(xué)以及各種燈具的配光設(shè)計(jì),在LED路燈,汽車頭燈,背光板等一系列應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品開發(fā)上,借助LightTools的自動(dòng)優(yōu)化能力,能在很短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)出高質(zhì)量的產(chǎn)品,大大增強(qiáng)企業(yè)的競爭能力.

現(xiàn)將其中的主要功能簡單介紹如下：

系 統(tǒng) 建 模
提供多種展現(xiàn)系統(tǒng)光機(jī)模型的方式和人機(jī)交互的手段。使用者可直接在系統(tǒng)的二維、叁維線框圖或叁維實(shí)體模型圖上進(jìn)行各種操作。方便易用的圖形交互式建模和修改功能包括元件或元件組的放置、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、復(fù)制和縮放。操作時(shí)既可用鼠標(biāo)以實(shí)時(shí)觀察修改造成的效果，也可用鍵盤以輸入準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。透鏡、反射鏡和棱鏡等光學(xué)元件及各種機(jī)械件可以極快地以圖形方式“畫入”系統(tǒng)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以用表格和元件詳情對(duì)話框的形式列出和修改。所有上述各種輸入方式同時(shí)并存，可交替使用。

光機(jī)一體化設(shè)計(jì)
光學(xué)和機(jī)械元件的形狀的描述是通過對(duì)軟件提供的一組尺寸可變的基本實(shí)體模型做布爾運(yùn)算（與、或、異等等）實(shí)現(xiàn)的。這些光學(xué)或機(jī)械部件的形狀雖然可能非常復(fù)雜，但均可以在軟件中得到精確的展現(xiàn)和描繪，并以光學(xué)精度進(jìn)行光線追跡。遮光罩、鏡筒和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)均將大大得益于這種光機(jī)一體的考慮方法和非順序光線追跡提供的大量信息

復(fù)雜光路設(shè)置
在光學(xué)設(shè)計(jì)中，LightTools可以和ORA公司研制的CODE V軟件配合使用。特別是在多光路或折迭光路系統(tǒng)、帶有棱鏡或復(fù)雜曲面的系統(tǒng)的光路設(shè)置和視覺建模型驗(yàn)證中，LightTools將發(fā)揮重要作用。有了 LightTools，設(shè)計(jì)人員完全可以摒棄過去為了簡化問題而采用的一些傳統(tǒng)技巧，如符號(hào)規(guī)則、用多通道定義模擬變焦功能、把反射鏡和棱鏡展開成平板、略去非光學(xué)面和機(jī)械結(jié)構(gòu)的影響、人為簡化光瞳形狀，等等。

雜 光 分 析
非順序面光線追跡功能可以直觀地描述在系統(tǒng)中任意表面上或介質(zhì)中發(fā)生的任何光學(xué)現(xiàn)象，如折射、反射、全反射、散射、多級(jí)衍射、振幅分割、光能損耗、材料吸收等，并根據(jù)需要自動(dòng)實(shí)時(shí)衍生出多路光路分支。雜光分析、光能計(jì)算、鬼像預(yù)測(cè)等從此變得輕而易舉、一目了然。設(shè)計(jì)中可能存在的各種潛在問題將被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防。

照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析
LightTools中可以精確地定義各種實(shí)際光源（如發(fā)光二極管、白熾燈、弧光燈、鹵素?zé)舻龋┑男螤詈桶l(fā)光特性，利用其照明模塊 (Illumination Module)可實(shí)現(xiàn)蒙特卡洛法(Monte Carlo)光線追跡，以便確定某個(gè)（或某幾個(gè)）指定表面上的光照度、強(qiáng)度或亮度。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際光度測(cè)量結(jié)果精確吻合。對(duì)非人眼接收的照明系統(tǒng)，可以把結(jié)果轉(zhuǎn)換成輻射度單位。計(jì)算結(jié)果的輸出形式可以是二維線圖、等高線圖、灰度圖、偽彩色圖或叁維分布圖。利用LightTools已成功地設(shè)計(jì)了多種照明系統(tǒng)，包括投影系統(tǒng)、平板顯示器、儀表盤照明、內(nèi)窺鏡照明、報(bào)警燈、汽車前燈、車廂內(nèi)部照明、指示牌照明等等，從而結(jié)束了照明光學(xué)系統(tǒng)沒有可靠的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具的歷史。