ユーザー定義面のコンパイル方法

Prolinx長嶺

ユーザー定義面とは？
面は光学材料の境界を定義します。面は屈折、反射、回折、または勾配屈折率などを有することができます。ZEMAXは65種類以上の異なる面タイプをサポートしています。これらには多項式面、バイコーニックゼルニケ面などごく一般的な面形状を含みます。

しかし、時にはユーザー自身のニーズに合わせてカスタマイズしたものが望ましい場合もあります。このような場合にユーザー定義面が非常に有用です。ZEMAX社に機能追加として新たな面タイプをリクエストすることはいつでも可能ですが、ZEMAX社ではバージョンアップを行う際、世界中のユーザーから寄せられた要望の中からより多くのユーザーにご満足いただけるものを選び、優先順位の高いものから開発を進めております。よって、いただいた要望の全てに対して必ず追加されるという確約は非常に困難なため、ZEMAXではこれをユーザー自身でも行えるインタフェースを提供しています。

ユーザー定義面は、ユーザーが望む任意の面形状、位相、伝達関数、勾配屈折率、およびこれらの任意の組み合わせを実現可能にするコンパイルされた関数であるWindows DLLを使用します。ユーザー定義面はパラメトリック手法を用いるか、データファイルに基づく手法を用いるか、あるいはこれら両方を組み合わせた手法を用いることができます。

このトピックではZEMAXと共に提供されているサンプルをスタート点として、ユーザー定義面をコンパイルするのに必要な手順を説明いたします。ここでは面のコーディングに含まれる個別問題に言及するものではありません。本トピックの最後に参照先リストがありますので、そちらをご覧ください。

ユーザー定義面は、所望の面形状の数学的な表現が明確で、わずかなプログラミングの経験があれば比較的容易に作成できます。ZEMAXでは簡単に始めることができるようにサンプルファイルを同梱しております。ここでいつも困難な点は、所望の面を定義するために必要な数学的関数を理解することです。

最初の作業は仕様を定義することです。次にZEMAXの中で希望する面に最も近い面タイプを選び、マニュアルの該当する面タイプの記述をお読みください。同様の形式で必要な面の仕様を作ります。その面のテキストベースの説明を書き、サグの式、位相式などを必要に応じて与え、レンズデータエディタ、エクストラデータエディタ中の各パラメータがそれぞれ何をするかをリスト化します。最後に、その面が最初に使われるときのパラメータの初期値を考えます。例えばStandard Surfaceを最初に挿入すると曲率半径は無限大、厚さはゼロ、コーニック定数はゼロに設定されています。この”セーフデータ”があなたの面では何であるべきかを考えます。

次にマニュアルのユーザー定義面のセクションを再び参照します。多くのサンプルファイルがありますので、希望するものに最も近いサイプルファイルを見つけ出し、これをスタート点として使います。提供されているサンプルをスタート点とすることにより、ZEMAXと通信させるためのコードが既に記述されていますので、面のプログラミングだけに集中することができます。

要件に最も近いサンプルファイルが見つけたら、そのソースファイル（拡張子.ｃで終わるファイル）をコピーし、新しい名前で保存します。この例ではus_arrayeven.cが、今回の要件に最も近いファイルです。このファイルは{zemaxroot}/dllフォルダにあります。この面は偶数次非球面の矩形アレイを定義します。このファイルのコピーを作り、これにmyarray.cと名前をつけます。