摘要：计算机辅助设计（CAD）通常与机械设计系统联系在一起。当今的光学系统越来越复杂，也要用CAD进行设计，而且受到机械系统的制约。尽管最早用计算机进行镜头设计，但将镜头设计信息融合到CAD程序里去仍然是个问题。另外，将设计的数据从一个CAD程序转到另一个程序里去，既不容易，也不直接。
CAD程序是基于模型引擎。它们可能是正确或者开放的。将数据从一个引擎移动到另一个引擎可以通过使用STEP或者IGES交换格式来实现，但会丢失一些建模数据。当将数据从精度低的引擎移动到精度高的引擎时，引擎的数学精度还影响数据交换的可靠性。
有时候还要求将镜头设计数据移到CAD模型里去，要求将所表代表的东西转换成模型引擎的有用格式。必须解释和解决光学特性和特殊的零件的问题。
本文概括了光学设计和机械CAD之间数据转换时遇到的一些问题。

1 介绍
从20世纪60年代早期第一次进行光线追迹，由于计算水平和计算机水平的提高，光学分析从中受益匪浅。如今，在信息时代的中期由于数据量的爆炸性的增长，计算模型也有了很大的改进。Optical Data Solution公司的LensView从专利数据提供光学规范的数据库，还有好多光学组件制造商提供他们的镜头数据，它们都提供现成的光学系统装配模型。现代光学玻璃的数据从互联网上提供。Stellar Optics Research International Corporation 的Solexis数据库通过订阅光盘，它包括表面规范和BSDF曲线。当镜头设计数据可以融合到CAD程序几年后，现在已经出现了能够将所有各式各样的数据组合在一起的工具，可以将这些数据组合到一个单一的设计环境里去。
光学和机械数据常常通过图像和非图像应用组合在一起。问题是，决定采用什么格式的数据以及如何将这些数据转换成手边的分析软件可以分析的数据格式。经过几年，已经提出了好多种机械设计数据格式，而且已经被采纳了，但没有一个能够完全的解决问题。没有出现一个标准的光学规范数据交换格式，但数据交换是可能的。为了应用这些数据，应清楚不同类型的数据代表什么意思。

2 几何资料表示
为了开始对一个综合的光学系统的数据进行组合，必须把光学和机械零件结合在一起。用很多资料表示，包括面的和 固体/实体(solid)的模型。在所有的情况下，模型必须提供足够的信息来限定某一个零件，并且对其进行空间定位。基于面的模型提供有关曲面和边界的详细信息，客观存在用来定义面有范围。solid模型通过与其所包含的体积毗邻的面来提供另外的详细信息。也可能用金属网格表示，提供弯曲边缘的一部分信息，它们处在曲面上，但没有表面本身的信息。金属网格数据可以创建曲面。光学规范包括几何的和光学信息，可以转换成上面所表示的任何一种情况。
solid模型采用一个详细的topology来定义模型内部的几何体之间的相互关系。Topological elements不画出几何图，但有附属于不同物体的几何数据要素。图1是ACIS使用的topology的solid模型要点的示意图。

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