雜散光分析
關(guān)注創(chuàng)建者：墨光科技 創(chuàng)建時(shí)間：2020-06-24
雜散光分析的視頻教程
智能輔助HUD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真評估
研討會(huì)內(nèi)容簡介： Ansys SPEOS HUD在汽車抬頭顯示的設(shè)計(jì)與分析功能介紹，包括HUD的設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)置，HUD設(shè)計(jì)優(yōu)化功能，HUD成像雜散光分析，HUD動(dòng)態(tài)視覺體驗(yàn)。
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雜散光分析的實(shí)例教程
# 第六期線上精品課 #
隨著前期開展的 ASAP 雜散光課程順利舉辦，武漢墨光迎來了本次第六期線上雜散光精品課，資深光學(xué)工程師精心打造，配套教材，線上答疑，實(shí)用案例，一一給您講到位，讓您學(xué)有所獲。以下就是本次培訓(xùn)大綱及詳情：
培訓(xùn)大綱
01. 雜散光術(shù)語
02. 輻射度學(xué)基礎(chǔ)
03. 雜散光成因
04. 雜散光影響、雜散光控制
05. 雜散光分析、評價(jià)方法、分析軟件對比
06. ASAP 雜散光分析流程、步驟
07. 散光特性、散射模型
08. 消光漆/表面處理
09. 光學(xué)表面污染
10. 散射特性測量儀對比、重點(diǎn)區(qū)域采樣
11. 衍射雜散光、PST 分析
12. 鬼像分析、光學(xué)設(shè)計(jì)中的雜散光控制
13. 遮光罩和擋光環(huán)設(shè)計(jì)、自身熱輻射分析
14. 雜散光計(jì)算器、擴(kuò)展面源雜散光分析
15.
展開 ASAP 雜散光分析流程、步驟
07. 散光特性、散射模型
08. 消光漆/表面處理
09. 光學(xué)表面污染
10. 散射特性測量儀對比、重點(diǎn)區(qū)域采樣
11. 衍射雜散光、PST 分析
12. 鬼像分析、光學(xué)設(shè)計(jì)中的雜散光控制
13. 遮光罩和擋光環(huán)設(shè)計(jì)、自身熱輻射分析
14. 雜散光計(jì)算器、擴(kuò)展面源雜散光分析
15. 散射特征測試介紹、PST 測試介紹、光陷阱
培訓(xùn)詳情
本培訓(xùn)為線上直播培訓(xùn)
培訓(xùn)內(nèi)容作業(yè)練習(xí)跟蹤，老師答疑
培訓(xùn)結(jié)束后支持錄播回放觀看
1. 培訓(xùn)方安裝最新正版軟件（僅限培訓(xùn)期間使用）。
2. 包郵贈(zèng)送配套教材一本《雜散光抑制設(shè)計(jì)與分析》一本。
3.
展開 如何找出這些由非預(yù)期光線所產(chǎn)生的能量，并試著以外加的光學(xué)元件吸收或阻擋這些光線，將是雜散光分析中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
本文是三篇雜散光分析系列文章中的第一篇，將介紹如何將序列系統(tǒng)轉(zhuǎn)至非序列模式中，并觀察此時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生的雜散光。
簡介
一般情況下，在進(jìn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)之前，我們必須先考慮雜散光的影響。雜散光意味著入射光無法經(jīng)由原先預(yù)期的路徑穿透整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)像面，如此的結(jié)果將導(dǎo)致最終成像質(zhì)量的下降。
以攝影為例，視場外的強(qiáng)光源（例如太陽）為常見的雜散光來源。這類光源的光可藉由系統(tǒng)的機(jī)械或光學(xué)元件散射到達(dá)像面。另一方面，部份視場內(nèi)光源的光會(huì)在鏡面進(jìn)行多重二次反射（secondary reflection）后匯聚在像面上。
準(zhǔn)備工作
首先，我們將以一個(gè)示例系統(tǒng)介紹雜散光的分析。藉由Samples\Sequential\Objectives\Double Gauss 28 degree field.zmx的路徑打開OpticStudio內(nèi)置的示例檔案。
我們會(huì)使用OpticStudio中一些好用的功能完成雜散光分析的準(zhǔn)備。如下圖，第一步我們先使用鍍膜表面（Coat Surfaces）功能移除所有表面上的鍍膜。稍后我們會(huì)另外分析鍍膜的影響。
鎖定設(shè)計(jì)（Design Lockdown）功能
接著點(diǎn)選公差（Tolerance）中的鎖定設(shè)計(jì)（Design Lockdown）功能，并依下圖勾選第一個(gè)選項(xiàng)。如此一來，系統(tǒng)中的鏡面將更符合實(shí)際情形，而分析的結(jié)果也會(huì)更準(zhǔn)確。如果需要關(guān)于這項(xiàng)功能進(jìn)一步的介紹，可參考幫助手冊（Help）中的內(nèi)容。
展開 ASAP 雜散光分析流程、步驟
07. 散光特性、散射模型
08. 消光漆/表面處理
09. 光學(xué)表面污染
10. 散射特性測量儀對比、重點(diǎn)區(qū)域采樣
11. 衍射雜散光、PST 分析
12. 鬼像分析、光學(xué)設(shè)計(jì)中的雜散光控制
13. 遮光罩和擋光環(huán)設(shè)計(jì)、自身熱輻射分析
14. 雜散光計(jì)算器、擴(kuò)展面源雜散光分析
15. 散射特征測試介紹、PST 測試介紹、光陷阱
培訓(xùn)詳情
本培訓(xùn)為線上直播培訓(xùn)
培訓(xùn)內(nèi)容作業(yè)練習(xí)跟蹤，老師答疑
培訓(xùn)結(jié)束后支持錄播回放觀看
1. 培訓(xùn)方安裝最新正版軟件（僅限培訓(xùn)期間使用）。
2. 包郵贈(zèng)送配套教材一本《雜散光抑制設(shè)計(jì)與分析》一本。
3.
展開 本培訓(xùn)即將再次開班，以下為本培訓(xùn)的課程及詳情：
培訓(xùn)大綱
雜散光術(shù)語
輻射度學(xué)基礎(chǔ)
雜散光成因
雜散光影響、雜散光控制
雜散光分析、評價(jià)方法、分析軟件對比
ASAP 雜散光分析流程、步驟：關(guān)鍵表面和照明表明
散光特性、散射模型
消光漆/表面處理
光學(xué)表面污染
散射特性測量儀對比、重點(diǎn)區(qū)域采樣
衍射雜散光、
PST 分析：衍射元件的雜散光分析
小孔衍射的雜散光分析
鬼像分析、光學(xué)設(shè)計(jì)中的雜散光控制
遮光罩和擋光環(huán)設(shè)計(jì)、自身熱輻射分析
雜散光計(jì)算器、擴(kuò)展面源雜散光分析
散射特征測試介紹、PST 測試介紹、光陷阱
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雜散光分析的最新內(nèi)容
圖8：日光雜散光光跡分析界面
5.4 多工況結(jié)果融合與可視化調(diào)試
將三組仿真結(jié)果合并后導(dǎo)入人眼視覺實(shí)驗(yàn)室，通過虛擬光照控制器可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)PGU光源、太陽光、環(huán)境光亮度比例，直觀觀測不同光照場景下AR HUD成像效果，實(shí)現(xiàn)參數(shù)快速迭代優(yōu)化。
（紅外系統(tǒng)追跡結(jié)果圖）
（紅外系統(tǒng)探測器結(jié)果圖）
06總結(jié)
本案例借助OAS光學(xué)軟件成功構(gòu)建并仿真分析了矩孔衍射聚焦模型，并且能夠進(jìn)行相應(yīng)的雜散光分析，驗(yàn)證了軟件在處理復(fù)雜光學(xué)問題方面的有效性和準(zhǔn)確性。
</p><p>? 參數(shù)配置</p><p>在 OAS 參數(shù)化界面完成關(guān)鍵光學(xué)參數(shù)配置：設(shè)定光源工作功率、準(zhǔn)直透鏡入射孔徑與視場角；對 MLA 芯片設(shè)置單元透鏡焦距、陣列周期、占空比及表面膜層透過率實(shí)現(xiàn)亮度均勻性調(diào)控，使整體亮度差異控制在15%以內(nèi)，避免出現(xiàn)暗區(qū)與亮斑；配置投影物鏡焦距、F 數(shù)與畸變控制目標(biāo)；添加雜散光探測器與輻照度分析面，設(shè)置能量閾值與接收范圍，剔除系統(tǒng)噪聲與無效雜散光信號，保障分析數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠
FRED是美國Photon Engineering 公司開發(fā)的光學(xué)工程仿真軟件，其在雜散光分析中獨(dú)特的算法、高效的準(zhǔn)確性，使其與其它同類產(chǎn)品相比更具優(yōu)勢。本案例我們重點(diǎn)講述如何由RPC Photonics的BSDF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為FRED可識別的散射數(shù)據(jù)。
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(jī)設(shè)計(jì)，從而確保無縫的雜散光分析工作流程。
在最新發(fā)布的2026 R1 新版本中，通過簡化的雜散光分析工作流程，Ansys Zemax OpticStudio 與 Ansys Speos for NX 之間強(qiáng)大的光學(xué)設(shè)計(jì)交換 (ODX) 以及實(shí)用的 NEST 容差，推動(dòng)了光學(xué)和光子工程的發(fā)展；Synopsys OptoCompiler與Ansys Lumerical 集成實(shí)現(xiàn)了無縫 PIC 建模、精確的系統(tǒng)仿真以及高效的跨工具協(xié)作，以獲得高保真度結(jié)果
? 跨尺度仿真斷層，精度與效率失衡
? 光柵優(yōu)化與色散分析能力不足
? 雜散光分析與工藝適配不足
? 行業(yè)適配性差且缺乏自主可控能力
03/OAS光學(xué)軟件精準(zhǔn)規(guī)避設(shè)計(jì)陷阱
（OAS光學(xué)軟件主界面）
? 跨尺度耦合仿真，平衡三大核心指標(biāo)
OAS軟件集成幾何光學(xué)到波動(dòng)光學(xué)的跨尺度仿真，打通宏觀光路與微觀光柵的仿真壁壘，無需多軟件切換，實(shí)現(xiàn)毫米級到納米級全尺度無縫仿真
借助雜散光分析模塊識別鬼像、界面反射與機(jī)械散射源，優(yōu)化膜層參數(shù)與遮光結(jié)構(gòu)，顯著降低雜光能量占比，提升畫面對比度。
總結(jié)
本案例基于 OAS 光學(xué)軟件完成 DMD 投影燈從建模、追跡到優(yōu)化的全流程仿真，精準(zhǔn)獲取系統(tǒng)照明均勻性、成像質(zhì)量及雜散光分布等核心數(shù)據(jù)，驗(yàn)證軟件在數(shù)字光學(xué)投影系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的高精度與高效性。
AR 眼鏡成像仿真難操作？OAS 軟件精準(zhǔn)解難1個(gè)月前
OAS 軟件在光波導(dǎo)設(shè)計(jì)、光柵仿真與雜散光分析領(lǐng)域的精準(zhǔn)性與高效性得到驗(yàn)證，可作為 AR 眼鏡成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的可靠技術(shù)工具，有效解決衍射效率低、成像一致性差等行業(yè)痛點(diǎn)，助力 AR 眼鏡實(shí)現(xiàn)輕量化與高性能化的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
最后，系統(tǒng)將被轉(zhuǎn)換為非序列（NSC）模式，該模式下，用戶可以進(jìn)行雜散光分析，從而實(shí)現(xiàn)更加真實(shí)的模擬。在該模式下，將顯示駕駛員使用 HUD 看到的真實(shí)圖像。
第一步：從虛像到顯示器（反向）
設(shè)計(jì)選擇:
HUD 的初始設(shè)計(jì)是一個(gè)折疊系統(tǒng)，這保證了它在儀表盤下可以保持足夠小的尺寸。HUD 由兩面鏡子組成：一面平面鏡，還有一面是自由曲面。
