要求汽車按鍵字符的點亮均勻性一直是供應商和主機廠關注的指標，為了實現高效率低成本的方案，往往采用光導的形式去實現。但這個光導屬于異形光導，也就是光導的幾何特征并不規則，這給設計師帶來了很大的挑戰。

傳統的光導設計，設計師會根據經驗不斷試錯，來找出最優解。該方法效率低，時間長，同時不能找到最優解。通過采用Ansys SPEOS和Ansys optiSLang結合的方案能很好的解決這個難題，借助Ansys SPEOS在光學設計和仿真領域強大的功能，可以輕松設計光導并定制變量和目標值，而借助Ansys optiSLang優異的算法能找出參數相關性和最優解。從而，將汽車按鍵字符設計的工作流大大簡化和流程化，提高了設計效率。本文將詳細通過具體案例來介紹聯合Ansys SPEOS和optiSLang來對汽車按鍵光導設計的優化過程。

1. 從0度和30度角度觀察汽車按鍵，獲得均勻的點亮效果
   

2. 優化光導的幾何尺寸以獲得最佳的光強均勻性

• 定義輸入輸出變量
  

• 關于以下參數進行參數敏感性分析

• 多目標的最小值優化

• 在Ansys Workbench中建立SPEOS和optiSLang的工作流
  

• 使用SPEOS作為求解器進行求解

• 將optiSLang和workbench進行結合
  

• 指定參數變化范圍

• 從下圖可以看出R5對于結果影響最大
  

• 光導在30度角的輸出的CoP（>80%），具有較高的模型精度

• 保持參數范圍如下
  

  

• 設置優化目標，使得0度角和30度角的亮度均方根對比度最小。

  

• 使用MOP Solver來優化，優化方法是EA

  

• 運行優化得到如下結論：

• 結果對比

• 參數敏感性分析幫助找出影響最大的參數，減少變量個數。
  

• 基于MOP的優化，能夠改善初始化設計，找到最優解。

通過上述過程介紹，我們可以清晰地看到結合Ansys SPEOS 和optiSLang能夠很好地幫助設計師找到敏感參數，并通過優異的算法找到最優解。值得一提的是，雖然本文案例僅針對汽車按鍵光導設計做相應論述，但結合Ansys SPEOS 和optiSLang的解決方案還可應用于很多其他光學領域，例如，聚光器優化、花生透鏡的優化等應用。