Lighttools基础教程
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Hale Waihona Puke LT软件的使用——光学系统模型
内建模型 元件 机械模型 模型修改 导入外部光源 文件→导入→STEP等通用格式
文件→Solidworks Link
LT软件的使用——光学系统模型
材料的设置 在“系统浏览器”的“分量”中右键点击3D模型，可以设置属性。 其中最关键的是材料的设置。
www.osram.de
教程
| 2014-4-10| DCS
软件介绍
LightTools 软件由美国Optical Research Associates (ORA)公司开发的光学系统建模软件。主要应用于照明系 统的计算机辅助设计。
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LT操作界面
1. 打开Light Tools 软件
工具栏
系统浏览器 工作区
LT软件的使用——仿真分析
仿真结果 在菜单栏的“分析”里面可以查看仿真结果。
设置虚拟表面
LT软件的使用——探测器设置
光强探测器 在工具栏→光线追迹 里有两个球体，点击后分别可以设置近 场或远场光强探测器。 点击后在工作区中会出现虚拟的球体，可以观察探测器的方 向。
LT软件的使用——仿真分析
仿真分析 光源、模型、探测器设置完成后，点击工作区中的“！”开始仿真。
LT软件的使用——光学系统模型
表面的设置 在“系统浏览器”的“分量”中点击“+”号展开3D模型，右键点击3D模型 中的表面则可以设置面的属性。
LT软件的使用——探测器设置
照度探测器 需要设置于一个表面上。 通常先在探测器的位置画一个虚拟表面，然后在“系统浏览器” 的“分量”里右键点击虚拟表面，添加接收器。 也可以直接右键点击工作区的3D模型表面，添加接收器。 虚拟表面中添加接收器 模型表面中添加接收器
LT操作界面——系统浏览器
LT操作界面——工作区
视觉调整
模拟
光线显示/隐藏
画一条光线看看
LT操作界面——工具栏
第1级
第2级
第3级
LT软件的使用
内建光源
光源模型 光线数据导入
3D建模 光学系统模型 外部3D导入 表面与材质设置
探测器设置 优化与反馈 数据分析(结果)
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LT软件的使用——光源模型
lighttools布尔运算
lighttools布尔运算【实用版】目录1.LightTools 简介2.布尔运算的概念与应用3.LightTools 中的布尔运算功能4.布尔运算在 LightTools 中的操作方法5.布尔运算的实际应用案例6.总结正文【1.LightTools 简介】LightTools 是一款功能强大的光学设计软件，广泛应用于光学成像、照明设计等领域。
它提供了丰富的光学元件库和强大的光学分析功能，可以方便地对光学系统进行建模、分析和优化。
【2.布尔运算的概念与应用】布尔运算（Boolean operation）是计算机图形学和数字图像处理中的一种重要运算方法，主要包含三种操作：并集（OR）、交集（AND）和差集（XOR）。
在光学设计中，布尔运算常用于处理光学元件的形状、尺寸等参数，以实现对光学系统的优化。
【3.LightTools 中的布尔运算功能】LightTools 软件提供了布尔运算功能，用户可以利用该功能对光学元件进行操作，实现光学系统的优化。
通过布尔运算，用户可以轻松地对光学元件进行合并、相交和相减等操作，从而得到更优的光学系统。
【4.布尔运算在 LightTools 中的操作方法】在 LightTools 中，用户可以通过以下步骤进行布尔运算：1.打开 LightTools 软件，创建或打开一个光学设计项目。
2.在元件库中选择需要进行布尔运算的光学元件，将其添加到光学设计中。
3.选中需要进行布尔运算的元件，点击菜单栏中的“Geometry”选项。
4.在下拉菜单中选择“Boolean Operations”，接着选择需要进行的布尔运算操作（并集、交集或差集）。
5.根据软件提示，设置布尔运算的操作参数，如运算对象、运算方式等。
6.点击“Apply”按钮，完成布尔运算操作。
【5.布尔运算的实际应用案例】例如，在设计一个光学成像系统时，我们可以利用布尔运算功能将多个透镜元件合并成一个复合透镜，以减小系统的体积和重量。
LightTools5一-46页PPT精选文档
3、命令栏
可以输入各种命令完成操作，也可以输入 更加精确的参数。
完成某些鼠标无法完成的命令（需要输入 参数的命令）。
命令格式：命令（空格）xyz （空格）参 数（用逗号隔开）。
例：Move XYZ 2,3,4 NSRayAim XYZ x1,y1,z1 XYZ x2,y2, z2
LightTools5.0（一）
基础知识
（0）基本方法
对光线传播路线进行计算模拟。
这些线条均可以用计算机计算画出，而且精度高，速度 快。线条由解析几何算出坐标上的点构成。
计算机模拟三维空间元件
Θ=？ n=？
成像光学与非成像光学
成像光学：
光线“有始有终”； 元件“先后有序”
非成像光学：
利用表格建立图像
修改表格（插入）
1、把鼠 标放在 图中箭 头所示 位置。
2、右击鼠标并选择 “插入行”或“插入 多行”。
3、如果上一步选择“插 入多行”，现在在这里输 入要插入的行数。。
插入数据值
插入的数据根据上下行的值进行平均分配 或手动修改。
其他操作
1、修改行/列宽度； 2、Shift/Ctrl选择多行/列； 3、点击左上角选择整个表格；
X轴，Y轴，Z轴； 90度； 线条； 元件； 当网格数量过多时会自动取消显示。
网格设置（1）
右击工作窗口任何位置，选择最下面的 View Preference命令，在弹出窗口中点击 Grid标签。
网格设置（2）
Display：决定是否显 示（显示但不一定用 于对齐）；
例如当前工作窗口为Y-Z平面时（ ），移 动鼠标并观察右下角参数，会发现只有Y、Z 坐标发生变化，X坐标不变。
lighttools基本操作(课堂PPT)
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光学组件
当对象为光学组件时， 材料内定值为BK7，表 面根据不同功能，给以 适当光学的特性。
注意：3D>DrawBlack(1,2) 必须在三维立体视图中操作。
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点输入法建 构复杂物体
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“延伸Extruded”与旋转“Revolved”
构建较为复杂的原型 Extruded：利用点构成一平面再进行延伸
移2，往z移-3 ➢ LA 2,45 长2 ，角度45 ➢ ； 重复上一个坐标
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Optical vs. Mechanical
Category Material
Surface properties
Elements
BK7 glass
TIR, Reflect, Absorb
3D Objects Aluminum Mechanical
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另外在View preference还可以设置
贴齐网格（ Grid —Snap to Grid）将X Value 和Y Value设为低于0.1 mm
可见性（Visibility）—清除“显示注释” 复选框(Show Annotation)
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Snap to Grid
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提高设计的 精确性
•最初，有将近6lm的光能 通过主光学元件从后面 出射；
•总的光通量是17.9lm， 是由于光元件阻止了部 分原来被反射吸收的光 线；
•最大光强3 cd；
•但光强分布明显还未达到 最优。
BEX Technolo. gies(Jiangsu) Inc.,Ltd
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优化结果(一)
经过优化后,从LED出来的光 得到了很好地准直；
lighttools光学模拟教程PPT课件
当应用“蒙地卡罗”描述法时，“机会”是（这是统计）趋近法中的必要元素。这期 望中的精确是光束数目的函数。在实务上，我们可以加倍光线追迹的数目，来看答案 在预定的精度内是否达到稳定。若不稳定，则再增加光线追迹的数目。LightTools提供 一个参数来帮助你评估这个精确度,这就是Error Estimate at Peak值,这个值越低,表示你的 结果有可能越精确,适当的提高光线数目会减小这个值.当然,这一切只是有可能.具体的 情况要看你的系统的具体状况.
布布尔右尔键及单除击料,更改名称. 右键选中刚刚 34命与贴遮令导布光采贴,光分用布版别需B与L用建O立CK两建个立B,并LO调C插择整KP入,r为其o的p回一物er应为t体ie几性,大贴s选何设小布大属定小, 另锯一齿为结窗口合大和小,调整好位置后二者相减 建立遮光贴 布
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2020/6/1
Step 5 选定几何体材质及光学参数设定
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2020/6/1
Viewing panel
这个面板提供不同的查看方 式,包含放大,缩小,按照坐标 系进行旋转.值得一提的是在 这个面板中提供了修改UCS 坐标和在3D视图中量测距离 的功能
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2020/6/1
Ray tracing panel
这个面版提供了插入各种类型 的光源以及检光器(Receiver)的 命令.当我们分析光学系统的时 候,检光器(Receiver)是必须的. 针对不同的分析需求,需要建立 不同类型的检光器.同样的,这里 建立的物体也可以在System navigator 中做进一步的修改.
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2020/6/1
Window Navigator
通过这个窗口,可以查看当前状况下正在使用的 窗口名单.单击窗口的名称可以启动该窗口,也可 以通过右键单击的方式来进行最大化,最小化等 操作
lighttools基本操作(课堂PPT)
系统 Windows2000，XP，Win7
内存 最小512MB（建议>1GB） 显示器 17寸以上的屏幕，分辨率1280×1024
其他 全部操作系统支持的绘图机和列表机
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系统导 航栏
首选项 导航栏
三维设 计视图
窗口导 航栏 输出窗口
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认识与设定个人接口
Lighttools 提供了有关默认参数，新物体 创建等的各种设置，这些参数大多与个人 喜好有关（如颜色方案）。
熟悉并保证这些默认参数的合理和正确的 设置。
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首选项的使用和设定（练习一）
将3D编辑窗口修改为白底黑字，单位：光通 量，曲率模式：Radius
•最初，有将近6lm的光能 通过主光学元件从后面 出射；
•总的光通量是17.9lm， 是由于光元件阻止了部 分原来被反射吸收的光 线；
•最大光强3 cd；
•但光强分布明显还未达到 最优。
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优化结果(一)
经过优化后,从LED出来的光 得到了很好地准直；
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另外在View preference还可以设置
贴齐网格（ Grid —Snap to Grid）将X Value 和Y Value设为低于0.1 mm
可见性（Visibility）—清除“显示注释” 复选框(Show Annotation)
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Snap to Grid
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lighttools text数据建立光源分布 -回复
lighttools text数据建立光源分布-回复如何使用LightTools软件来建立光源分布。
LightTools是一款功能强大的光学仿真软件，可用于设计和分析各种光学系统。
在光学系统设计中，光源分布是一个重要的参数，它影响着整个系统的性能和效果。
下面将一步一步介绍如何在LightTools中建立光源分布。
第一步：导入模型和设置环境条件在LightTools中，首先我们需要导入光学系统的模型。
可以通过导入CAD文件或者使用LightTools内建的建模工具来创建模型。
导入模型后，我们还需要设置环境条件，包括折射率、光源的波长和功率等。
第二步：选择光源类型在LightTools中，有多种光源类型可供选择，包括点光源、球面光源、面光源等。
根据实际需求，选择合适的光源类型。
点光源适用于较小的光源，球面光源适用于较大的光源，而面光源则适用于均匀的光源。
第三步：设置光源参数根据所选择的光源类型，设置光源的参数。
光源参数包括光源的位置、发射角度、发光功率等。
通过调整这些参数，可以控制光源的位置和方向，进而影响光源的分布。
第四步：调整光源分布根据实际需求，可以通过调整光源的位置和参数来达到期望的光源分布。
LightTools提供了直观的图形界面，方便用户对光源进行调整。
可以通过拖动光源的位置、旋转光源的方向、调整光源的发射角度等方式来改变光源的分布效果。
第五步：分析光源分布在调整完光源分布之后，我们可以使用LightTools提供的分析工具来评估光源分布的效果。
例如，可以使用光强度分析工具来查看不同位置的光强度分布情况，可以使用光通量分析工具来计算不同方向上的光通量分布情况等。
通过这些分析，可以进一步优化光源分布，使其更加符合设计要求。
第六步：保存和导出结果在完成光源分布的设计之后，我们可以将结果保存起来，以备后续使用。
LightTools提供了多种保存和导出结果的方式，可以保存为LightTools的工程文件，也可以导出为其他格式的文件，如CAD文件、图片文件等。
lighttools基本操作(课)精讲
2、From the toolbar Properties button ； 3、By right-clicking, and selecting，Properties on the shortcut menu.
修改对象的参数
修改参数： 1、几何尺寸
2、位置（坐标）
起始点坐标
方法二：The Command Line命令 栏
BEX Technologies(Jiangsu) Inc.,Ltd
优化前的光强分布
初始结构中的每个变量都 是半随机选择的； •最初，有将近6lm的光能 通过主光学元件从后面 出射； •总的光通量是17.9lm，是 由于光元件阻止了部分 原来被反射吸收的光线； •最大光强3 cd； •但光强分布明显还未达到 最优。
量，曲率模式：Radius 1.将单位设为：mm，曲率模式改为Radius
Edit—Preference（首选项）— General Preference （常规首选项）—System（系 统）
Title（标题）：自行定义名称 Unit（单位）：毫米 Radius Mode（半径模式）：曲率
曲率
Extrude （任意多边形
棱镜或实体）的建立步骤
步骤1：定义外形： 点1，点2……点n
步骤2:定义厚度: 选取另一窗口点n+1和点n+2
步骤3:输入“；”或双击结束整个步骤
Revolved （将任意多边形旋 转着得到的棱镜或实体）的建立步骤
系统 内存 其他 Windows2000，XP，Win7 最小512MB（建议>1GB） 全部操作系统支持的绘图机和列表机
显示器 17寸以上的屏幕，分辨率1280×1024
LightTools中如何自定义光源配光曲线
LightTools中如何自定义光源配光曲线
定位：将光源坐标放置在坐标原点
根据光源规格，定义光源光通量为100lm
根据光源规格，定义光源尺寸
LED只有一个面向前发光，因此将其他表面的发光特性去掉，只保留一个面-rightsurface
默认情况下，这个面的角度发光特性为朗伯发光
将其更改为用户自定义
点击应用后出现角度网格，在这里我们就可以自定义光源光强曲线。
根据规格书获取LED的光强数据
打开LED规格书，查看光强曲线
下面就是LightT ools角度切趾的格式，90度范围内采样10个数据，数据间隔即为10度。
如果需要精度高，采样数量也相应增加。
其中：
1 10 表示数据为1列10行;
0 0 表示经纬度其实角度分别为0度;
360表示光源360度旋转对称; 90表示光源10行对应的数据最大范围
文件保存后，用角度网格来读取这个文本文件。
此时发光表面的
光强分布将遵循我们指定的数据。
验证光源定义的准确性
添加远场接收器
进行光线追迹
分析光强分布，使用直观的剖切图
实际应用，可以采用更多，进行光线追迹的数量越大，结果精度也就越高。
总结
通过本文，读者可以了解到以下内容：
LightT ools 软件表面光源的定义及设置。
自定义LightTools 表面光源特性及光源角度切趾文件。
使用光线追迹验证光源定义的准确。
lighttools基本操作(课)精讲(完整版)
Light tools光学设计目标
设计目标 设计一款新的K2 LED的光学封装结构，使之具有高方向 性的光强分布
设计要求 –总的光通量不能减小太多 –能简易替换现有光学元件
BEX Technologies(Jiangsu) Inc.,Ltd
初始设计
在Solidworks建模，用 SLM连接模块传递到 Lighttools
BEX Technologies(Jiangቤተ መጻሕፍቲ ባይዱu) Inc.,Ltd
认识与设定个人接口
Lighttools 提供了有关默认参数，新物体 创建等的各种设置，这些参数大多与个人 喜好有关（如颜色方案）。
熟悉并保证这些默认参数的合理和正确的 设置。
首选项的使用和设定（练习一）
将3D编辑窗口修改为白底黑字，单位：光通 量，曲率模式：Radius
追迹的结果； –每次模拟19,000根光线，得到38,000个评价参
数（每根光线有2个余弦值）。
BEX Technologies(Jiangsu) Inc.,Ltd
优化前的光强分布
在Light Tools中模拟10,000,000 条光线追迹后的光强分布图
初始结构中的每个变量都 是半随机选择的；
步骤2:定义厚度: 选取另一窗口点n+1和点n+2
步骤3:输入“；”或双击结束整个步骤
Primitives and Entities
Properties属性对话框
第一步选中对象 第二步可以通过下面三种方式打开对话框 1、Edit > Properties（编辑>属性）；
2、From the toolbar Properties button （工具栏 属性按钮）；
LightTools 2022.03 光学系统仿真软件说明书
PRODUCT FEATURES
扩展了 CODE V 和 LightTools 的互操作性 CODE V 和 LightTools 之间改进互操作性的功能，可以使设计者易于模
拟包含成像和非成像元件的光学系统，并节省开发时间。
CODE V 基于表面的模型能够在 LightTools 中自动转换为高保真度的实体模型，用于光学产品仿真。
产品之间的设计更新实现无缝保持，作用范围包括所有光学属性、接收器和光源。
基于表面的建模 LightTools 中基于表面的建模允许将导入的几何体作为独立的曲面及几何实体的一部分进行光线追迹，以实现更高效与更灵活的光学系统仿
真。
新的建模和光线追迹功能对 AR/VR 头戴式设备、 LiDAR、车用摄像
头以及头戴显示产品中的照明元件设计尤其实用。
仿真功能的增强 为 AR/VR 头戴式显示设备以及LiDAR 光学系统提供额外支持的增强仿真功能包括： •光源建模的改进：例如新的定位选项和切趾分布、在配置和优化中使用单色光源光谱类型，以及设置光源偏振的功能•
光程长度分析可用于反向光线追迹•
相干模拟可使用多波长光源并可导出复数场数据•光栅可进行衍射效率的计算
全新模块：SmartStart 资料库 利用 LightTools SmartStart 资料库可以设计出具有极致物理真实感的虚拟样机，该数据库提供广泛的测量材料数据及光学属性数据。
借助
SmartStart 资料库中的资源，设计者可以快速地决定光学系统中使用的
材料，用以优化产品性能并节约成本。
LightTools 2022.03 版本更新亮点 提升您的照明光学设计。