Ansys Zemax光電軟件技術(shù)教程：如何使用ISO元件制圖工具

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ISO元件制圖(ISO Element Drawing)能夠?qū)τ糜谏�產(chǎn)的系統(tǒng)元件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本文對(duì)該工具進(jìn)行了概述，并將其用于單透鏡。

作者 Sean Lin

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簡(jiǎn)介

為了對(duì)用于生產(chǎn)的元件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，光學(xué)工程師需要向制造商提供一些信息，如元件半徑、厚度、材料、直徑等，以及所有相關(guān)的公差。ISO元件制圖可用于創(chuàng)建符合ISO 10110標(biāo)準(zhǔn)的單個(gè)表面、單透鏡或雙膠合透鏡的圖紙。由于該標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用于光學(xué)制造行業(yè)，因此該輸出圖紙非常適合在光學(xué)制造中使用。

ISO元件制圖簡(jiǎn)介

本文將ISO元件制圖工具用于單透鏡。該工具的輸出是元件的截面圖，以及物理特性和公差的相關(guān)信息。本文附件中包含文中所使用的文件，該系統(tǒng)是焦距為75mm的單透鏡，且其公差已經(jīng)確定。

ISO元件制圖位于公差 ( Tolerance ) 選項(xiàng)卡下的加工圖紙與數(shù)據(jù) ( Manufacturing Drawing and Data ) 部分。

首先，展開(kāi)此工具的設(shè)置，并在常規(guī) ( General ) 選項(xiàng)卡中選擇要繪制的元件的起始面；然后，選擇元件類型：表面、單透鏡或雙膠合透鏡。在本例中，元件位于第二個(gè)表面，為單透鏡。

除了常規(guī)選項(xiàng)卡之外，請(qǐng)注意元件的每個(gè)表面（在本例中為左表面和右表面）將各有兩個(gè)選項(xiàng)卡，用戶可以輸入與ISO 10110制圖代碼3-4和5-6對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)�！按�碼3-4 ( Codes 3-4 )”包括曲率半徑 ( Radius )、圓錐系數(shù) ( Conic )、有效直徑 ( Effective Diameter )、直徑( Diameter )、直徑（平的）( Diameter ( flat ) )、膜層 ( Coating )、面形和中心公差 ( Form and Centering  Errors )�！按�碼5-6 ( Codes 5-6 )”包括瑕疵 ( Imperfections )、激光損傷閾值 ( Laser Damage )、質(zhì)地 ( Texture )、倒角 ( Chamfer ) 和其他表面規(guī)范。

請(qǐng)注意，一些元件特征是在運(yùn)行該工具時(shí)預(yù)先填充的，因?yàn)樵谀�認(rèn)情況下，鏡頭數(shù)據(jù)編輯器( Lens Data Editor ) 中可用的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)復(fù)制到ISO元件制圖中。

可通過(guò)不勾選自動(dòng)按鈕，在需要時(shí)覆蓋代碼3-4選項(xiàng)卡中的數(shù)據(jù)：

其他的表面和材料特性需要用戶進(jìn)行適當(dāng)填寫(xiě)。

請(qǐng)注意，ISO元件制圖與鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中的直徑命名慣例不同。OpticStudio 高級(jí)版和專業(yè)版中的直徑與ISO元件制圖中直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

• 有效直徑 = 鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中凈口徑 ( Clear Semi-Diameter )或半直徑 ( Semi-Diameter ) 值的兩倍
• 直徑 = 鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中凈口徑或半直徑+延伸區(qū) ( Chip Zone) 值的兩倍
• 直徑(平的) = 鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中機(jī)械半直徑 ( Mechanical Semi Diameter ) 值的兩倍
  

如果使用ISO元件制圖繪制單透鏡或雙膠合透鏡，將會(huì)出現(xiàn)每個(gè)元件的“材料 ( Material )”選項(xiàng)卡。這個(gè)選項(xiàng)卡包括的材料屬性：玻璃的名稱、折射率、阿貝數(shù)、厚度、應(yīng)力雙折射 ( Stress Birefringence )、氣泡度 ( Bubbles )、各向異性 ( Inhomogeneity )和其它材料規(guī)格。

有關(guān)ISO元件制圖中使用的ISO 10110符號(hào)和制圖代碼的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參閱“幫助文件”的相關(guān)部分，也可通過(guò)點(diǎn)擊：公差 ( Tolerance ) 選項(xiàng)卡>加工圖紙與數(shù)據(jù) ( Manufacturing Drawings and Data )組>ISO元件制圖 ( ISO Element Drawing ) 查看。

注意，對(duì)于單透鏡元件，OpticStudio將生成XML文件輸出，以便于共享ISO 10110數(shù)據(jù)。XML輸出可以在ISO元件制圖窗口底部的“XML”選項(xiàng)卡看到。

在XML輸出中，元件和屬性是根據(jù)ISO元件制圖設(shè)置對(duì)話框和鏡頭文件的其他數(shù)據(jù)中輸入的值來(lái)填充的�？梢允褂贸Ｒ�(guī)選項(xiàng)卡的“另存為 ( Save As )”按鈕將XML輸出數(shù)據(jù)保存到文件中。

ISO 元件制圖的公差數(shù)據(jù)

可以通過(guò)手動(dòng)填充 “- tol” 和 “+ tol” 列，以及相關(guān)的公差項(xiàng)（如面形公差），在ISO元件制圖設(shè)置中直接輸入公差數(shù)據(jù)。但是，如果您已經(jīng)完成了公差分析，則已經(jīng)在公差數(shù)據(jù)編輯器 ( Tolerance Data Editor ) 中指定了公差。在這種情況下，只要在常規(guī)選項(xiàng)卡中單擊“從TED重置 ( Reset from TDE )”，就可以從公差數(shù)據(jù)編輯器導(dǎo)入公差。

按下“從TED重置”時(shí)，表面半徑、面形、傾斜和偏心、材料厚度和折射率的公差都從公差數(shù)據(jù)編輯器中導(dǎo)出。注意，只考慮操作數(shù)TRAD、TCUR、TFRN、TCON、TTHI、TIND、TABB、TSTX、TSTY、TSDX、TSDY、TIRR、TEZI和TWAV。如果沒(méi)有某公差項(xiàng)的公差數(shù)據(jù)，在ISO元件制圖設(shè)置中就會(huì)將其設(shè)為零，并且不會(huì)出現(xiàn)在制圖中。

下面是示例文件中使用的公差操作數(shù)列表，以及在ISO元件制圖輸出中轉(zhuǎn)換的公差。

• TTHI是厚度公差，因此與表面的相對(duì)位置有關(guān)，在本例中表示單透鏡厚度的公差，在ISO元件制圖的材料選項(xiàng)卡中出現(xiàn)。在輸出的圖紙中，此公差顯示在輸出的截面圖中，指定了厚度。
• TRAD用于表示曲率半徑公差，因此它出現(xiàn)在ISO元件制圖的代碼 3-4選項(xiàng)卡中。在輸出的圖紙中，此公差顯示在表面屬性相關(guān)參數(shù)的第一行，指定了半徑的值。
• TIRR表示表面不規(guī)則度公差，它也出現(xiàn)在ISO元件制圖的代碼 3-4選項(xiàng)卡中。在輸出的圖紙中，此公差顯示在表面屬性相關(guān)參數(shù)的“3/”條目中，它表示面形公差。注意，TIRR操作數(shù)是在測(cè)試波長(zhǎng)（通過(guò)TWAV操作數(shù)指定）下給定的，因此測(cè)試波長(zhǎng)也與不規(guī)則度值相關(guān)。
• TSDX和TSDY表示X和Y方向的表面偏心公差，而TSTX和TSTY表示X和Y方向的表面傾斜公差。這些操作數(shù)也出現(xiàn)在ISO元件制圖的代碼 3-4選項(xiàng)卡中。在輸出的圖紙中，這個(gè)公差顯示在表面屬性相關(guān)參數(shù)的“4/”條目中，它表示中心公差。需要注意的是，TSTX和TSTY是以度為單位表示的，而ISO元件制圖輸出是以弧分為單位表示的。
• TIND表示折射率公差，在ISO元件制圖的材料選項(xiàng)卡中。在輸出的圖紙中，此公差顯示在材料屬性相關(guān)參數(shù)的第二行，也顯示折射率值。
  

最后，請(qǐng)注意，公差操作數(shù)TEDX、TEDY、TETX和TETY（表示元件的偏心和傾斜）在ISO元件制圖中沒(méi)有出現(xiàn)。這些是裝配公差，單個(gè)元件的制圖不指定這些公差。

關(guān)于以上描述的公差操作數(shù)的更多詳細(xì)信息，可以在幫助文件的相關(guān)部分查看，也可以通過(guò)點(diǎn)擊：公差 ( Tolerance ) 選項(xiàng)卡>公差分析 ( Tolerancing ) 組>公差數(shù)據(jù)編輯器 ( Tolerance Data Editor ) >公差操作數(shù) ( Tolerance Operands ) 查看。

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