CodeV レンズファイルフォーマットのメモ

背景

CodeV は持っていないが, Edmund optics のサイトなどにある CodeV のレンズデータを自作レンズシミュレータや他の光学ソフトなどで読み込みたい.

参考情報

OpTaliX マニュアル
http://optenso.com/download/download.html

用語やコマンド名などは CodeV(+ Zemax とも?)と似ているのが多いので役に立つ.

python ray-optics
https://ray-optics.readthedocs.io/en/latest/
(いくらか .seq のパーサーがある)

コマンド

基本行単位. 上から読んでいく.
最後に & がついているのは bash でいう \ みたいなもの(つまり次の行を連結する)

主要なもの

• DIM : 単位. M = [mm], C = [cm], I = インチ
• WL : 波長リスト
• REF : reference wavelength
• WTW : 各波長への重み
• XAN : paraxial? での角度での field X リスト
• YAN : paraxial? での角度での field Y リスト(=> image height(像高)のリスト)
• YIM : real(?) image height
• WTF : 各 field の重み
• SO : Object 面
  • SO curvature thickness : 通常 curvature 0.0, thickness は大きめ(遠方)の値
• S : サーフェスの定義
  • S curvature thickness [glass]. glass が抜けている場合は air とみなす.
  • CIR : aperture radius
  • CCY : ?
  • THC : Thickness?
  • EDG : Edge aperture
  • STO : stop surface(aperture)である
• SI : Image 面
  • SI curvature thickness. PIM が有効な場合は thickness がマイナス(=Defocus)となることもある. 最後の S に SI の thickness を足したものが最終的な image 面への距離となる.
  • その他: OpTaliX マニュアル 8.3 Surface Parameters を参照.
• PIM [YES|NO] paraxial image solve
• GO : レンズ定義の終了

非球面レンズ

ASP で定義

• K : conic
• A ~ J : 4, 6, 8, ... 20 次までの非球面係数(EVEN18). 通常は H(18 次まで)

注意点

S でも thickness がマイナスになるときがある.
たとえば最初に stop surface が定義されているが, その次のレンズ面が stop 面より前(object 側)にあるときなど.

ガラスの定義

F5_SCHOTT など

Schott(ショット光学)の F5.

やガラスメーカーのサイトなど探せば, メジャーなガラスの屈折率などの情報を得られる.

Private glass

カスタムの IOR を持つガラス.

seq では波長 + IOR 値のペアで定義する.

rayoptics のサンプルデータから.

PRV
  PWL 1600.0 1500.0 1400.0 1300.0 1200.0 1100.0 1000.0 900.0 800.0 700.0 650.0&
   600.0 587.6 546.1 486.1 480.0 460.0 440.0 404.7 400.0
  'E48' 1.5184 1.5188 1.5192 1.5197 1.5201 1.5219 1.5231 1.5247 1.5257 1.527&
   1.5286 1.5306 1.53116 1.5334 1.5378 1.5384 1.5404 1.5427 1.5476 1.5484
END

'E48' がガラス名となる.

これを利用するときは, データを Sellmeier 式でフィッティングとかではなくて, 各点を通る曲線として扱うっぽい.
rayoptics では scipy.interpolate.interp1d で cubic 補間をしている.

fields, object points

OpTaliX マニュアル 7.3.1 参照.

field : イメージ(センサー)面での位置(高さ). CG とかで使われるフィールドとは意味が異るので注意.
object points : シーン側での物体位置

• XAN, YAN : 角度
• XIM, YIM : paraxial image height. height = EFL * tan(theta) 式で求まるもの. EFL = effective focal length.
• XRI, YRI : real image height. 実像高?. これに対応する入射角は, aperture の中心を通り, 指定した像高位置へ入射する chief ray を求める(ニュートン法あたりで収束計算)必要がある
• XOB, YOB : 物体側の高さ.