菲涅尔面1(Fresnel 1)





该物体是普通的径向对称或柱面立体菲涅尔透镜,通过模拟菲涅尔面的详细外形而形成。理想的菲涅尔透镜(即忽略菲涅尔面结构上的细节,这样可以提高光线追迹的速度),请参阅"菲涅尔2(Fresnel 2)"物体。

基面面型是平盘状(如果径向)或矩形(如果柱面对称)。基面的一个表面包含了径向或矩形面,以此定义产生了带有光焦度的菲涅尔剖面。剖面由径向平面(如果使用了亚面元,即指一系列平面)构成,其端点由以下与偶次非球面相似的矢高表达式定义:

然而,为了生成菲涅尔透镜,每个面都必须沿z轴进行刚好足够的偏移,使得所有的面都由对于中心顶点的相同的Z坐标开始 。这样使得透镜"折叠(collapsed)"为一个相对小的几何体 。OpticStudio使用以下16个参数自动生成菲涅尔面:

参数# 描述 面名称 面#
1 径向高度。这是透镜的最大径向孔径(如果径向对称),或者为y半高(如果柱面对称)。 NA NA
2 X半宽。这是透镜的半宽(如果柱面对称)。如果此参数为零,则生成旋转对称透镜。 NA NA
3 +深度/-频率。如果此参数为正,则它对应于每个刻线的深度,以镜头单位表示。如果此参数为负,则它对应于刻线的频率。例如,值为-2.0,表示沿透镜径向的单位长度上有2条刻线。如果定义刻线深度,则刻线的径向位置通常会发生变化;如果定义刻线频率,则刻线深度将会有所不同。对于定义刻线深度的这种情况,OpticStudio自动计算指定刻线深度改变的矢高的精确径向坐标。此计算可以使用迭代搜索来完成。 前表面 1
4 齿距(度)。齿距是"非活动"面(这些面名义上与局部z轴平行)与z轴所成的角度。齿距始终径向向外,无论齿距角是正还是负。通常,在菲涅尔模型中加入一定的倾斜度,从而使得建模零件更容易实现。 前表面 1
5 厚度。以镜头单位表示的菲涅尔透镜厚度。此值可以为正或负;但是,必须使得透镜厚度的绝对值大于最深的刻线深度;否则,会生成非实体的菲涅尔面,而且不会发出警告或错误消息。 侧面 0
6 半径。基本曲率半径。这是1与上述矢高表达式中的"c"值的比值。 前表面 1
7 圆锥系数。圆锥系数。上述矢高表达式中的"k"圆锥系数对于双曲线小于-1,对于抛物线小于-1,对于椭圆在-1和0之间,对于球面小于0,对于扁椭球面大于0。 前表面 1
8-15 r的径向偶次幂项的系数。注意,当r没有归一化时,它是具有单位的。 前表面 1
16 亚面元的数量。该值越大,刻线形成的近似曲面就越光滑。亚面元数为1时,可产生水平刻线,该值越大,产生的曲面就越平滑,但会降低光线追迹速度。亚面元的最大数为20。 前表面 1

由于此物体是一个封闭的实体,可以反射、折射或吸收光线。

参考坐标为透镜具有菲涅尔面的那一侧的中心顶点。如果半径或非球面项产生了负矢高值,则必须将菲涅尔面平移以保证整个物体位于非序列模式组内部。如果输入口在透镜内部,则会产生不正确的光线追迹结果。

请注意,当使用深度参数生成每个刻线时,在刻线结束后将最终齿距返回到参考平面,从而始终满足所需的深度要求。  当使用频率参数时,齿距会在刻线的所需点开始,使得刻线总宽度与所需频率相匹配。此外,在最外侧刻线中不适用齿距。  换句话说,在菲涅尔透镜的外边缘不会有"非活动"面。

面编号:前表面为面1,后表面为面2,所有其它表面为面0。

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