雜散光
關注創建者：墨光科技 創建時間：2020-05-14
雜散光的視頻教程
智能輔助HUD系統的設計與仿真評估
研討會內容簡介： Ansys SPEOS HUD在汽車抬頭顯示的設計與分析功能介紹，包括HUD的設計及參數設置，HUD設計優化功能，HUD成像雜散光分析，HUD動態視覺體驗。
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雜散光的實例教程
隨著攝像頭在汽車、消費電子、安防、機器視覺等領域的廣泛應用，雜散光成為鏡頭模組設計和使用中的核心問題。在攝像鏡頭形成物體的實像時， 除了成像光線，還有非成像光線，即雜散光。來自鏡片、機械結構、CMOS傳感器的反射光、散射光可能到達像面都會造成雜散光。
任何光學系統都會存在雜散光，成像系統雜散光是可見光光學系統中需要重點分析的雜散光來源之一，預期設計的光線經過折射光學元件的過程中，會有少量的非預期光線經過散射、反射也到達像面，對正常光路成像產生負面影響。因此，在設計光學系統的過程中為保證系統的正常運行，要盡可能將雜散光降低。
7月11日，Ansys 將推出「成像系統雜散光工作流更新」主題網絡研討會，介紹Ansys鏡頭雜散光解決方案的新進展，使用Zemax OpticStudio、Speos和Lumerical綜合考量鏡頭和CMOS特性，通過光線追跡、序列檢測等方法分析雜光來源，并對系統進行優化。
講師：
馬鎏學 | Ansys 高級應用工程師
Ansys 高級應用工程師。參與過汽車、航空、電子領域客戶光學方案的咨詢和技術支持。目前負責Ansys SPEOS技術工作。
形式：線上
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展開 雜散光行業示例
雜散光會降低圖像質量，從而影響光學系統的性能和準確性 。它可能會產生偽影、顏色失真、影響測量結果并掩蔽環境細節。在各行各業中，雜散光分析和管理對于避免可能影響安全性、準確性和效率的問題至關重要。
汽車安全性：高級駕駛輔助系統（ADAS）依靠多個攝像頭持續監控車輛周圍的環境。雜散光會妨礙這些攝像頭觀察和分析視覺信息，從而導致系統無法正常進行物體探測。
航空航天感知：來自太陽和其他恒星的雜散光可以進入望遠鏡和衛星，降低其數據收集的準確度，影響任務目標的實現。此外，使用抬頭顯示器（HUD）進行導航的飛行員也可能會受到影響，因為雜散光引起的眩光會降低其視線范圍內重要信息的可讀性。
醫療準確性：在諸如核磁共振成像掃描儀、X射線機、皮膚鏡和激光眼科手術系統等的醫療成像設備中，雜散光會產生偽影、低圖像對比度和失真，從而影響準確診斷和成功治療。
AR/VR體驗：無縫的沉浸式體驗，是數字現實大放異彩的原因。當雜散光進入增強現實（AR）或虛擬現實（VR）光學系統時，會破壞虛擬環境，并對用戶體驗產生負面影響。
為了避免出現這些問題，工程師必須能夠：1）識別雜散光的來源，2）分析雜散光產生的原因，以及，3）找到正確的設計選項來修復問題。管理雜散光的可行方案包括：使用擋板或光陷阱來阻擋或吸收無用光，在光學表面上應用抗反射涂層和材料，以及在鏡頭上添加遮光板和遮光罩，以防止光線進入。
如何分析雜散光？
此前，進行雜散光分析需要借助物理原型。這意味著雜散光只有在相關流程結束時才能進行測量，但此時對產品設計進行修改為時已晚。單色儀和光譜輻射儀等工具可幫助工程師了解雜散光，但代價是增加構建整個設備的時間和成本。如今，工程師依靠Ansys Optics仿真軟件對光學系統進行建模，并早在構建物理原型之前就主動解決雜散光的影響。
展開 內容簡介
雜散光是光學系統中非正常傳輸光的總稱，它對光學系統的成像質量有嚴重的影響。雜散光的分析、計算以及消除是確保光學系統成像質量的重要前提。本書討論了光學系統工程實施中亟待解決的問題，從雜散光的基本理論出發，給出了雜散光分析的路徑，從而實現對光學系統進行消除雜散光的設計。與以往文獻僅論述光學散射和雜散光的原理不同，它們很少討論雜散光在工程實踐中的應用。本書不但總結了這些重要科學成果，為更詳細的研究提供了索引信息，而且還將這些科學成果應用于光學系統工程中。同時，本書還考慮了執行雜散光分析時的經濟學問題，這也是當前文獻中缺乏的一個維度。書中為各種預算提供了方法和解決方案，同時量化了每種方法相關的準確性。
作者簡介
Eric C.Fest是美國雷神公司資深光學設計工程師，擅長偏振光學、光度學、傳感器設計、地球測量等。
精彩書評
與以往文獻僅論述光學散射和雜散光的原理不同，它們很少討論雜散光在工程實踐中的應用。本書不但總結了這些重要科學成果，為更詳細的研究提供了索引信息，而且還將這些科學成果應用于光學系統工程中。同時，本書還考慮了執行雜散光分析時的經濟學問題，這也是當前文獻中缺乏的一個維度。書中為各種預算提供了方法和解決方案，同時量化了每種方法相關的準確性。
展開 本例的目的是研究智能手機Camera系統的雜散光。雜散光是指光向相機傳感器不需要的散光光或鏡面光，是在光學設計中無意產生的，會降低相機系統的光學性能。
在本例中，光學透鏡系統使用Ansys Zemax OpticStudio (ZOS)進行設計，并使用新的“Zemax Importer”工具一鍵導入鏡頭系統到Speos中進行系統級雜散光分析。所使用的光學機械參數和透鏡邊緣可以在CAD平臺上進行設計，然后在Ansys Speos中進行修改。這個例子主要涵蓋了整個工作流程中的Speos部分，介紹了雜散光分析的概念，并演示了Speos的功能：Zemax Importer工具, light expert (LXP)光線追跡和序列檢測雜散光。
操作流程概述
上圖是使用Ansys工具分析相機系統雜散光的典型工作流程。工作流程可分為四個部分:1. 使用“Zemax Importer”工具導入ZOS鏡頭設計到Speos。2. 檢測所有可能的關鍵太陽位置和整個系統的光泄漏。3.相機視場內四個外環境太陽位置的雜散光模擬(可選)。4. 分析雜散光路徑序列，對外環境太陽位置的雜散光進行抑制。
第一步：使用“Zemax Importer”工具導入OS鏡頭設計到Speos
使用“Zemax導入工具”導入ZOS鏡頭設計到Speos。在這里，使用ZOS設計的高效手機相機鏡頭系統，通過使用Zemax importer工具可以讀取ZOS透鏡數據參數，并根據它們的數學表示自動重建每個透鏡，作為基于CAD的Speos透鏡特性幾何數據，并訪問所有透鏡參數。此外，該工具將ZOS材料轉換為Speos材料格式，并將光學特性應用到透鏡上。該成像過程使用一個照度傳感器。所有幾何圖形的參考點、原點和照度傳感器對應于圖像平面的位置。
展開 雜散光抑制設計與分析
內容簡介
雜散光是光學系統中非正常傳輸光的總稱，它對光學系統的成像質量有嚴重的影響。雜散光的分析、計算以及消除是確保光學系統成像質量的重要前提。本書討論了光學系統工程實施中亟待解決的問題，從雜散光的基本理論出發，給出了雜散光分析的路徑，從而實現對光學系統進行消除雜散光的設計。與以往文獻僅論述光學散射和雜散光的原理不同，它們很少討論雜散光在工程實踐中的應用。本書不但總結了這些重要科學成果，為更詳細的研究提供了索引信息，而且還將這些科學成果應用于光學系統工程中。同時，本書還考慮了執行雜散光分析時的經濟學問題，這也是當前文獻中缺乏的一個維度。書中為各種預算提供了方法和解決方案，同時量化了每種方法相關的準確性。
作者簡介
Eric C.Fest是美國雷神公司資深光學設計工程師，擅長偏振光學、光度學、傳感器設計、地球測量等。
精彩書評
與以往文獻僅論述光學散射和雜散光的原理不同，它們很少討論雜散光在工程實踐中的應用。本書不但總結了這些重要科學成果，為更詳細的研究提供了索引信息，而且還將這些科學成果應用于光學系統工程中。同時，本書還考慮了執行雜散光分析時的經濟學問題，這也是當前文獻中缺乏的一個維度。書中為各種預算提供了方法和解決方案，同時量化了每種方法相關的準確性。
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雜散光的最新內容
5.3 日光雜散光干擾分析
Inverse_Sun仿真還原強光下三類光學現象：
白色區域：太陽光照射儀表臺啞光皮革后，經風擋反射進入人眼視野；
純黑區域：光線入射波導光柵后無反射，形成視覺暗區；
U型灰色區域：HUD外殼反射光經風擋二次反射形成雜散光，即便采用納米黑材料仍無法完全消除。
結合非序列光線追跡功能，分析系統雜散光干擾，模擬鬼像、散射等現象，通過路徑提取工具定位雜散光關鍵區域，優化機械結構表面散射特性，降低雜散光能量占比。
? 性能優化
針對傳統設計痛點，利用 OAS 軟件專項功能開展優化：通過 MTF 分析工具優化鏡頭焦距與菲林平整度，提升圖案邊緣清晰度；修正菲林安裝角度與鏡頭參數；優化聚光系統透鏡參數，提升菲林片受光均勻性，確保投影亮度一致。
（紅外系統追跡結果圖）
（紅外系統探測器結果圖）
06總結
本案例借助OAS光學軟件成功構建并仿真分析了矩孔衍射聚焦模型，并且能夠進行相應的雜散光分析，驗證了軟件在處理復雜光學問題方面的有效性和準確性。
5月21日16:00，Ansys官方『Speos Camera應用更新』研討會聚焦Speos Camera 成像與分析，講解 Ansys Optics Camera 方案更新及 ESF、MTF 計算、物理相機、雜散光自動化仿真等新功能新應用。感興趣的下滑預約學習??
時間：5月21日（星期四），16:00-17:00
內容簡介：
1.
Speos Camera新功能、新應用介紹，例如從Speos仿真結果計算ESF、MTF，Physical camera應用，自動化雜散光仿真，Sequence selector等。
利用軟件像質評估工具，獲取 MTF、點列圖、波前誤差與畸變曲線，量化評價成像清晰度；通過輻照度分布分析，優化微透鏡排布與光源匹配關系，提升投影面均勻性；借助雜散光路徑提取與關鍵面篩選功能，定位散射源頭并優化膜層與結構，將雜散光抑制至設計閾值以下。
Speos Camera新功能、新應用介紹，例如從Speos仿真結果計算ESF、MTF，Physical camera應用，自動化雜散光仿真，Sequence selector等</p><p><strong>掃碼立即報名</strong></p><p class="ql-align-center"><strong>(web: </strong><a href="https://s.jishulink.com
有沒有一堆雜散光和鬼像？
先說一個特別現實的問題。很多時候，我們做DOE設計的流程都是這樣的： 先設定目標光場，然后通過迭代算法、優化方法或者其他設計手段，最后得到一張相位圖。到這里，很多人會下意識覺得，工作完成得差不多了。但實際上，真正危險的地方，往往恰恰就在這之后。因為相位圖設計完成和最終光場重建正確之間，并不能直接畫等號。
FRED是美國Photon Engineering 公司開發的光學工程仿真軟件，其在雜散光分析中獨特的算法、高效的準確性，使其與其它同類產品相比更具優勢。本案例我們重點講述如何由RPC Photonics的BSDF數據轉為FRED可識別的散射數據。
問題解決：OpticStudio和Speos之間的連接，可在CAD軟件中獲取透鏡幾何形狀，用于光機設計，從而確保無縫的雜散光分析工作流程。
