LightTools 簡介

Optical Research Associates (ORA?)公司以研制國際領先的CODE V?光學工程軟件而著稱于世。1995年，該公司根據(jù)用戶需求和計算機技術的發(fā)展，隆重推出最新產(chǎn)品 — 光學系統(tǒng)建模軟件LightTools，馬上得到各國用戶的歡迎和好評，并獲得國際大獎。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)的計算機輔助設計問題。

LightTools是一個全新的具有光學精度的交互式叁維實體建模軟件體系，提供最現(xiàn)代化的手段直接描述光學系統(tǒng)中的光源、透鏡、反射鏡、分束器、衍射光學元件、棱鏡、掃描轉鼓、機械結構以及光路。由于 LightTools把光學和機械元件集合在統(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大功能，使它在系統(tǒng)初步設計、復雜系統(tǒng)設計規(guī)劃、光機一體設計、雜光分析、照明系統(tǒng)設計分析、單位各部門間學術交流和數(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，這個模塊可以直接將Light tools連接到SolidWorks三維CAD軟件中，為光學和機械設計團隊營造了一種友好而創(chuàng)新的工作環(huán)境。這一新模塊使設計人員能夠將 SolidWorks的機械模型與LightTools連接起來，這樣設計人員可以在其SolidWorks軟件中更好地設定光學屬性，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)勢包括：

半導體照明是二十一世紀最具有發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)，正在引發(fā)全球性照明光源的革命。我國半導體照明正步入自主創(chuàng)新、高速發(fā)展的重要時代，是行業(yè)發(fā)展的前所未有的歷史機遇。未來幾年中，大量城市道路及景觀照明項目中，將不斷推出并采用半導體照明技術及其產(chǎn)品的方案。而LightTools這款真正意義上的照明設計軟件,能夠幫助工程師進行LED二次光學以及各種燈具的配光設計,在LED路燈,汽車頭燈,背光板等一系列應用領域產(chǎn)品開發(fā)上,借助LightTools的自動優(yōu)化能力,能在很短的時間內(nèi)開發(fā)出高質(zhì)量的產(chǎn)品,大大增強企業(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)光機模型的方式和人機交互的手段。使用者可直接在系統(tǒng)的二維、叁維線框圖或叁維實體模型圖上進行各種操作。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、旋轉、復制和縮放。操作時既可用鼠標以實時觀察修改造成的效果，也可用鍵盤以輸入準確的數(shù)據(jù)。透鏡、反射鏡和棱鏡等光學元件及各種機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話框的形式列出和修改。所有上述各種輸入方式同時并存，可交替使用。

光機一體化設計
光學和機械元件的形狀的描述是通過對軟件提供的一組尺寸可變的基本實體模型做布爾運算（與、或、異等等）實現(xiàn)的。這些光學或機械部件的形狀雖然可能非常復雜，但均可以在軟件中得到精確的展現(xiàn)和描繪，并以光學精度進行光線追跡。遮光罩、鏡筒和產(chǎn)品結構的設計均將大大得益于這種光機一體的考慮方法和非順序光線追跡提供的大量信息

復雜光路設置
在光學設計中，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)、帶有棱鏡或復雜曲面的系統(tǒng)的光路設置和視覺建模型驗證中，LightTools將發(fā)揮重要作用。有了 LightTools，設計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、略去非光學面和機械結構的影響、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)生的任何光學現(xiàn)象，如折射、反射、全反射、散射、多級衍射、振幅分割、光能損耗、材料吸收等，并根據(jù)需要自動實時衍生出多路光路分支。雜光分析、光能計算、鬼像預測等從此變得輕而易舉、一目了然。設計中可能存在的各種潛在問題將被及時發(fā)現(xiàn)和預防。

照明系統(tǒng)設計分析
LightTools中可以精確地定義各種實際光源（如發(fā)光二極管、白熾燈、弧光燈、鹵素燈等）的形狀和發(fā)光特性，利用其照明模塊 (Illumination Module)可實現(xiàn)蒙特卡洛法(Monte Carlo)光線追跡，以便確定某個（或某幾個）指定表面上的光照度、強度或亮度。對比實驗表明，計算結果與實際光度測量結果精確吻合。對非人眼接收的照明系統(tǒng)，可以把結果轉換成輻射度單位。計算結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已成功地設計了多種照明系統(tǒng)，包括投影系統(tǒng)、平板顯示器、儀表盤照明、內(nèi)窺鏡照明、報警燈、汽車前燈、車廂內(nèi)部照明、指示牌照明等等，從而結束了照明光學系統(tǒng)沒有可靠的計算機輔助設計工具的歷史。