fullseye

solid_angle_light — OPTICS `illumination` op

データ種: なし → table(引数だけで決まる op —— 画像やデータの入力を取らない)
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.solid_angle_light(half_angle_deg=10.0, tilt_deg=0.0, azimuth_deg=0.0, radiance=1.0, distance_mm=100.0, n=64) (実装を直接呼ぶなら import illumdesign; illumdesign.solid_angle_light(half_angle_deg=10.0, tilt_deg=0.0, azimuth_deg=0.0, radiance=1.0, distance_mm=100.0, n=64)、台帳から引くなら opsoptics.get("solid_angle_light"))

使い方

A light defined by the cone of directions it delivers to every point (table).

Every point of the part receives light from the same cone: axis tilted tilt_deg from the camera axis (+z) toward azimuth_deg, half-angle half_angle_deg (the illumination NA is sin of it), uniform radiance inside it. This is the far-field (Koehler) limit that an illuminator with a lens in front of the emitter approximates; a coaxial light through a half mirror is the case tilt_deg = 0. The record solid_angle carries the cone for :func:solid_angle_brightness, :func:solid_angle_boundaries, :func:solid_angle_sweep and :func:solid_angle_render; the dict also holds n emitters on a disc at distance_mm that subtends the same cone at the origin, so :func:irradiance_map and :func:defect_contrast accept it as well (they then see a near-field disc, not the far-field cone).

Returns the light dict (kind = "solid_angle") with solid_angle = {half_angle_deg, tilt_deg, azimuth_deg, radiance, axis, solid_angle_sr, projected_solid_angle_sr}; solid_angle_sr = 2π(1 − cos α) and the projected solid angle π sin²α is the irradiance a surface facing the cone receives per unit radiance. Fails closed (ValueError) when the cone would reach below the part plane (half_angle + tilt > 90).

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

背景知識ガイド(この op の手前にある物理・規約)

mv_illumination_practice — 照明の実務知識 — 波長・偏光・点灯方式・外光・安全

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_illumination_cone_vs_na — py -3.11 examples/poc_illumination_cone_vs_na.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(`illumination`)

light_source · irradiance_map · illumination_uniformity · defect_contrast · lighting_sweep · illumination_design · solid_angle_boundaries · solid_angle_brightness

Provenance: illumdesign.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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