fullseye

lens_section_drawing — OPTICS `drawing` op

データ種: table → table
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.lens_section_drawing(system, fields=None, rays=3, lead_mm=None, edge_margin_pct=5.0, scale=None, profile_points=121, title=None) (実装を直接呼ぶなら import optdraw; optdraw.lens_section_drawing(system, fields=None, rays=3, lead_mm=None, edge_margin_pct=5.0, scale=None, profile_points=121, title=None)、台帳から引くなら opsoptics.get("lens_section_drawing"))

使い方

レンズの子午断面図(table、図の dict)—— 処方の面・コバ・絞り・像面と、視野ごとに色を分けた実光線と寸法。

system は raytrace.lens_system の処方。fields は視野の列(物体が無限遠なら度、有限なら物体の高さ mm、既定は処方の field を F として (0, 0.7F, F)、F = 0 なら軸上だけ)、rays は視野ごとに描く光線の本数 (絞りの上で等間隔、両端は口径の縁、1 なら主光線だけ)。光線は絞りを狙って実光線で追跡する(割線法で絞りの上の高さを合わせる)ので、入射瞳が無限遠の物体側テレセンでも描ける。面の形は raytrace の sag の式(円錐 + 偶数次の非球面)、面の有効半径は面の ap、無ければ全視野の子午面の実光線(視野あたり 21 本)の最大の高さ。コバ(レンズの外周)は有効半径の最大に edge_margin_pct % を足した半径で、有効半径の外は平らな座で描く (光学設計ソフトの断面図と同じ作法)。

寸法線: BFL(最終面 → 後側焦点 F′)・EFL(後側主点 H′ → F′)・全長(第 1 面 → 像面)・像高(最大視野の主光線)。処方表(面ごとの R・間隔・n_d・ν_d)と諸元(EFL・BFL・F 値・全長・視野・波長)を文字で書く。scale は紙の mm / 実物の mm(既定は ISO 5455 の推奨尺度から幅 250 mm に収まる最大)。

返り値: {"kind": "optdraw", "entities", "dimensions", "values", "meta", "scale", "frame"}。values は図に書いた数の正本(efl / bfl / total_track / image_height / fno / 面ごとの vertex_z semi_diameter / 光線ごとの面上の交点 rays)。drawing_svg / drawing_dxf で書き出す。平面の R は lens_system の規約どおり inf、無焦点の系(両側テレセン)の efl / bfl も inf (非有限は契約。図には描かず、描かなかった寸法の名前を dimensions_skipped に残す)。 ★鏡・傾き・偏心のある処方、縁の厚さが負になる処方は ValueError。

ファミリ共通の入力契約(fail-closed)

optics の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):

単位は引数名に埋め込む — _mm / _um / _deg / _mrad。mm と µm の取り違えは crash ではなく「もっともらしく間違った答え」なので、名前で防ぐ。大きさから単位を推測する処理は一切しない。
文字列は ValueError — float('50') は成功してしまうため、未パースの設定値が長さとして通り抜ける(実測: thin_lens('50', '200') がもっともらしい 66.667 mm を返していた)。bool も True == 1 の暗黙昇格として拒否。
complex / masked array は ValueError(実数枠のみ。虚部の無言切り捨て・マスク剥がしを拒否)。NaN/Inf は全入力で ValueError。
0 除算とその親戚を名指しで拒否: 焦点距離 0・曲率半径 0・屈折率 <= 0・不透明な開口(全 0 なので正規化が 0/0)・総和 <= 0 の PSF・S0 = 0 の Stokes ベクトル・物体が前側焦点にある(像が無限遠)。
非有限を返すのは 2 op だけ、しかも契約として明記: depth_of_field の過焦点距離以遠の far_mm = inf(それが過焦点距離の定義)と gaussian_beam のウエストでの wavefront_radius_mm = inf(平面波面の曲率半径)。どちらも有限の相棒(far_is_infinite / curvature_per_mm)を併せて返す。それ以外の無言 NaN/Inf は内部で検出して ValueError —「float64 が溢れた」と「答えが無限大」は別の主張なので、後者の顔で前者を返さない。
サイズ上限: 生成格子は optics.MAX_GRID(4096)、供給された場/PSF/開口は optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24)、ABCD 素子列は optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024)、Zernike は MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。小さな引数から巨大な内部確保が起きる経路(実測: n_max=40 × 4096² で 108 GB)を fail-closed で塞ぐ。

物理的に不可能な状態も拒否: 偏光度 > 1 の Stokes ベクトル、負の透過率、負の強度、n-

が奇数などの不正な Zernike 添字。

詳しい使い方ガイド

optics_imaging ファミリガイド

参考(サンプルデータ・文献)

サンプルデータカタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

poc_optics_drawings — py -3.11 examples/poc_optics_drawings.py

型が繋がる次の op(`table` を入力に取れる)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

同カテゴリ(`drawing`)

vision_setup_drawing · lens_element_drawing · drawing_svg · drawing_dxf · drawing_raster · svg_entities · dxf_entities

Provenance: optdraw.py — OPTICS operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。

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