バージョン情報

Zemax OpticStudio 22.2リリース情報

2022年5月にZemax OpticStudio22.2をリリースいたしました。

Zemax OpticStudio 22.2では、広角レンズ用のレイエイミング機能・STARモジュール解析機能の強化に加え、外部連携の強化として、3次元光学解析ソフトウェアAnsys Speos への設計データのシームレスなエクスポートが可能となりました。新機能の一部を抜粋して下記のとおり紹介いたします。

また、開発元の日本法人であるアンシス・ジャパン株式会社が開催しました、「OpticStudio 22.2(STARモジュール含む)、OpticsBuilder 22.2 最新機能の紹介」のオンデマンド視聴をこちらからお申込みいただけます。こちらのオンデマンドセミナーでも新機能の概要を紹介しております。

レイ エイミング ウィザード (すべてのエディション)

このツールは、OpticStudio 22.1 で導入されたアルゴリズム[強化されたレイ エイミング] (Enhanced Ray Aiming*)関連の設定を含めた、システムに最適なレイ エイミングを行う際の必要なデータを提供します。今回追加された新しい [レイ エイミング ウィザード] (Ray Aiming Wizard)により、正確なモデリングとシステム解析が行える適切なレイ エイミングが可能となります。
*レイ エイミングとは、主光線の追跡不能に起因する計算の不正終了を修正する機能です。マシンビジョン、ドローンの監視カメラ、自律走行車用カメラ、携帯電話のレンズなど、広視野を必要とするアプリケーション向けにアルゴリズムが強化されました。

レイ エイミング ウィザードを実行すると、テキスト レポートが生成されます。レポートには、4つの主要な項目があります。

  • [基本システム情報] (Basic system information):ファイル名、システム アパチャー、視野設定
  • [推奨設定] (Recommended Settings):レイ エイミング設定の推奨リスト
  • [レイ エイミング設定決定基準] (Decision Metrics):レイ エイミング ウィザードがどのようにシステムをテストし、推奨設定を見つけたかの概要
  • [生データ] (Raw data):レポートで示した各項目の判断に使用されたデータ

[推奨設定を適用して閉じる]をクリックするだけで、推奨設定を反映させることができます。

レイ エイミング ウィザード (すべてのエディション)

[強化されたレイ エイミング]アルゴリズムの改善 (すべてのエディション)

[強化されたレイ エイミング] (Enhanced Ray Aiming)がより多くのアパチャーと視野タイプで使用可能となり、より幅広い光学系に対応できるようになりました。 アパチャーについては、[絞り面半径による定義] (Float By Stop Size) 、 [入射瞳径] (Entrance Pupil Diameter)や [像空間 F/#] (Image Space F/#)に対しても、強化されたレイ エイミングを使用できるようになりました。これらが重要となるシステム例は以下のとおりとなります。

  • 低照度システム:ナイトビジョンシステム、顕微鏡、マシンビジョンシステム、従来の写真レンズ、AR/VRシステム
  • 回折限界まで集光するシステム:望遠鏡、顕微鏡、近接撮影用の対物レンズ

視野タイプについては、以前のバージョンでは、物体距離が無限大の場合の[角度(度数)] (Angle in degrees)と [セオドライト角度(度)] (Theodolite angle in degrees)、物体距離が有限かつ視野角度が 180°未満の場合の [物体高](Object height)にのみ対応していました。本バージョンからは、有限の物体距離を持つ光学系で視野タイプが角度(度数)およびセオドライト角度(度)のモデルに対しても適用できるようになりました。これらは、セキュリティカメラや写真、測量用の魚眼レンズなど、視野角が180°を超える広角システム設計で主に役立ちます。

SPEOS LENS SYSTEM へのエクスポート(PROFESSIONAL および PREMIUM のみ)

Ansys Speos では、OpticStudioで作成した光学設計モデルを包括的な照明解析モデルに組み込むことができ、設定した照明環境における3Dモデルの撮影像シミュレーションが行えます。これまでOpticStudioからSpeosへの光学設計データの転送は、専用ツール(Speos Lens System Importer)を介して行っていましたが、22.2 リリースからは、必要なSpeos用データモデルをOpticStudioから直接作成することができるようになりました。 [Speos Lens system へのエクスポート] (Export to Speos Lens System)ツールにより、センサーの幅と高さ、サンプリング点数、プローブ光線数を設定するだけで、低次元化されたデータモデルの作成が可能です。このツールは回転対称または左右対称のシステムに対してのみ使用可能です。

STARモジュールの新しい性能解析(サブスクリプションの PROFESSIONAL および PREMIUM エディションのみ、STAR モジュールのライセンスが必要)

[性能解析] (Performance Analysis)では、温度変化や構造変形が、システムの光学性能の全体的な変化にどのように寄与しているかを面単位で確認することができます。FEA データセットを順次オン/オフして、指定した性能指標(RMS 波面収差またはRMS スポットサイズ)の変化をモニターすることができます。この解析では、温度変化及び構造変形による光学性能変化への寄与を区別することができます。

STARモジュールの新しい性能解析

2022年1月にOpticStudio 22.1をリリースいたしました。
(マイナーアップデートの最新バージョンは22.1.2 (2022年4月現在))

OpticStudio 22.1では新しいレイエイミングアルゴリズムやSTARモジュールの新機能が追加されました。これらにより、複雑な光学系の設計で発生していたエラーの回避や、再現性の高いシミュレーションが可能になりました。新機能の一部を抜粋して下記の通り紹介いたします。

また、アンシス・ジャパンが開催しました、「OpticStudio 22.1 (STARモジュール含む)、OpticsBuilder 22.1 最新機能の紹介」のオンデマンド視聴をこちらからお申込みいただけます。新機能の概要をご紹介しております。

新しいレイエイミングアルゴリズム:強化されたレイ エイミング (すべてのエディション)

広画角が求められるアプリケーション(マシンビジョン、ドローンの監視カメラ、自動運転用カメラ、携帯電話のレンズなど)のために特別に設計された、新しいレイエイミングアルゴリズムです。既存のレイエイミングアルゴリズムで発生していた光線追跡エラーや解析の不連続性を回避するための改良です。

[システムエクスプローラ] > [レイエイミング]より設定
[システムエクスプローラ] > [レイエイミング]より設定

ノンシーケンシャル 軸外しミラーの改善 (PROFESSIONAL および PREMIUM のみ)

ノンシーケンシャル [軸外しミラー]オブジェクトに新しい自由曲面パラメータが追加され、オブジェクトの前面がより多様な形状に対応するようになりました。この追加により、高度な光学設計で一般的になりつつある軸外しミラーの形状の複雑化に対応できます。また、これらの追加機能により、[NSC グループへの変換]ツールを使用して、より多くのシーケンシャル面を軸外しミラーオブジェクトに変換することが可能になりました。さらに、[ユーザー定義アパチャー] をノンシーケンシャル軸外しミラーに追加できるようになり、結像システムや照明システムの一部としてこのオブジェクトを使用する際の設計能力がさらに高まりました。

体積ホログラムのノンシーケンシャル回折解析 (サブスクリプションの PROFESSIONAL および PREMIUM エディションのみ)

[ホログラムレンズ]、[ホログラム面]、[トロイダルホログラム]で構成された体積ホログラムを解析するため、ノンシーケンシャルモードに新たに3つの回折効率解析が追加されました。回折効率は、指定された波長とホログラム面への入射角の範囲で可視化され、構築パラメータの関数としてホログラムの性能に関する詳細な洞察を提供することができます。

RCWA法による表面レリーフ グレーティングDLL の更新 (サブスクリプションの PREMIUM エディションのみ)

最新のRCWA DLLに、高速フーリエ分解(Fast Fourier Factorization)が実装されました。このアルゴリズムの強化により、グレーティングに高い屈折率を持つ材料が含まれる場合の精度が向上します。これは、回折グレーティングが金属を含む場合に特に重要です。金属は通常、屈折率の虚数部に非常に大きな値を持つからです。このようなグレーティングは、テラヘルツ技術、一部のIRシステム、ARヘッドセットなどの部品に広く使用されています。

STAR モジュールの機能強化(サブスクリプションの PROFESSIONAL および PREMIUM エディションのみ、STAR モジュールのライセンスが必要)

多波長対応

自動運転用カメラ、携帯電話用レンズ、ガイドレーザー切断ツールなど、分光特性がシステム設計に重要な役割を果たす光学アプリケーションを幅広くサポートするため、STAR はFEA データセットのフィッティング時に[システム エクスプローラ]にあるすべての波長を考慮するようになりました。また、STAR の一部の解析に波長オプションが追加され、選択した波長での光学系の性能を確認することができるようになりました。

注意:改良されたフィッティングアルゴリズムで動作させるには、以前に保存した. ZMXおよび. ZOSファイルに対してFEAデータセットを再フィットする必要があります。

温度 - 屈折率プロット

面に割り当てられた熱FEA データセット内の温度範囲について、温度に対する屈折率のプロットを表示します。これにより、材質が設定されている各特定の面について、温度の影響をより良く可視化できるます。屈折率レンジの列は、どのレンズが熱FEAデータセットによる光学的変化が最も大きいかを示しています。

温度 - 屈折率プロット
温度 - 屈折率プロット

FEAデータビューア

FEAデータそのものをOpticStudio内で視覚化する機能です。このツールでは、寸法や中心位置など、データに関する主要なパラメータもテキストで表示されます。これにより、データを光学系にロードして作業する前に、正しいFEAデータセットを使用しているかどうかを確認し、エラーを回避することができます。


構造デフォーメーションデータ

温度分布データ

その他の機能強化

その他、OpticsBuilder向け機能向上、作成できるファイルタイプの追加、個別カタログの作成機能などの機能強化で設計のサポートを実現します。