光導(dǎo)設(shè)計
關(guān)注創(chuàng)建者：一葉_4024 創(chuàng)建時間：2020-11-20
光導(dǎo)設(shè)計的實例教程
在本例中，我們將使用 Speos 和 optiSLang 實現(xiàn)光導(dǎo)的設(shè)計優(yōu)化，以實現(xiàn)汽車日行燈、內(nèi)飾氛圍燈等的光導(dǎo)設(shè)計，并改善光導(dǎo)亮度的均勻性，以自動優(yōu)化設(shè)計的方式實現(xiàn)更好的照明外觀。
概述
在汽車照明應(yīng)用中，日行燈是一個獨特的照明標志。這些光導(dǎo)幾乎是一直照明狀態(tài)，因此光導(dǎo)的設(shè)計需要符合照明均勻性的標準和政府提出的規(guī)則。為了實現(xiàn)光導(dǎo)設(shè)計和優(yōu)化，我們使用 Ansys Speos 光學部分設(shè)計創(chuàng)建光導(dǎo)，利用 Ansys optiSLang 驅(qū)動光導(dǎo)設(shè)計參數(shù)變化，進而找到最佳設(shè)計。
優(yōu)化工作流
Speos 和optiSLang的數(shù)據(jù)傳輸
Speos和opitSLang的數(shù)據(jù)傳輸可以有三種方式：第一種是在Workbench中鏈接Speos和optiSLang進行數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化，第二種是在optiSLang中鏈接workbench，workbench中含有Speos的數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)傳輸，第三種是直接使用scripts完成Speos和optiSLang的數(shù)據(jù)鏈接。
Speos 軟件中完成 light guide 完成初步光導(dǎo)設(shè)計，并進行光導(dǎo)的亮度和強度模擬與法規(guī)檢查。
在 Speos 的仿真模擬中，有幾項相關(guān)鍵的仿真重要參數(shù)設(shè)置：
Lightguide Meshing：精確的meshing對于光導(dǎo)設(shè)計來說是很重要的，使用Speos的用戶都知道m(xù)eshing的重要性，如果不考慮meshing的參數(shù)設(shè)置，光導(dǎo)設(shè)計中的出光效果將會受到影響。通常會使用local meshing來設(shè)置特殊幾何體的meshing劃分。
展開 汽車燈具設(shè)計是一門結(jié)合光學設(shè)計、機械設(shè)計、熱學設(shè)計和電學設(shè)計的綜合應(yīng)用設(shè)計學科。對于外飾燈具，不僅要滿足其性能要求，符合法規(guī)，還要符合高標準的外觀要求；對于內(nèi)飾燈具，光導(dǎo)設(shè)計的美觀和均勻性也非常重要，不僅要滿足整體照明和諧，還要符合高級、舒適的感知質(zhì)量要求。
現(xiàn)如今光導(dǎo)在汽車前燈、尾燈、內(nèi)飾氛圍燈上都扮演著舉足輕重的角色，而影響光導(dǎo)設(shè)計的主要參數(shù)有：外形幾何圖形（類型/輪廓）、棱鏡幾何形狀（開始和結(jié)束角度，棱鏡數(shù)量值、偏移量、寬度）、棱鏡銑削（底部、頂部）。其中，光導(dǎo)優(yōu)化一般會基于兩個重要參數(shù)，即光導(dǎo)出光率以及外觀均勻性。而將Ansys Speos 和optiSLang相結(jié)合，可以實現(xiàn)光導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計。
Ansys Speos光學仿真軟件基于可視化產(chǎn)品三維模型，依據(jù)人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行場景仿真，進行結(jié)構(gòu)與光學的集成管理，讓光學仿真工具集中在設(shè)計軟件界面，進而完美的將幾何數(shù)據(jù)與光學數(shù)據(jù)相結(jié)合。
optiSLang 是進行參數(shù)敏感性分析、多學科優(yōu)化、穩(wěn)健性、可靠性分析與設(shè)計優(yōu)化的算法工具包。通過基于概率或者方差的穩(wěn)健性分析能讓產(chǎn)品的可靠性極大提高的同時，也可以通過敏感性分析，精準的確定輸入變量對于輸出結(jié)果的影響系數(shù)的大小，進而優(yōu)化設(shè)計。
7月16日，Ansys 系列網(wǎng)絡(luò)研討會將推出「Ansys Speos結(jié)合optiSLang的光導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計」主題。本次研討會主要介紹Ansys Speos結(jié)合optiSLang的光導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計，Speos參數(shù)化建模和optiSLang的自動優(yōu)化幫助我們理解設(shè)計、確定重要參數(shù)、優(yōu)化設(shè)計、提高設(shè)計魯棒性，讓我們的設(shè)計輕松、準確又高效。
展開 要求汽車按鍵字符的點亮均勻性一直是供應(yīng)商和主機廠關(guān)注的指標，為了實現(xiàn)高效率低成本的方案，往往采用光導(dǎo)的形式去實現(xiàn)。但這個光導(dǎo)屬于異形光導(dǎo)，也就是光導(dǎo)的幾何特征并不規(guī)則，這給設(shè)計師帶來了很大的挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的光導(dǎo)設(shè)計，設(shè)計師會根據(jù)經(jīng)驗不斷試錯，來找出最優(yōu)解。該方法效率低，時間長，同時不能找到最優(yōu)解。通過采用Ansys SPEOS和Ansys optiSLang結(jié)合的方案能很好的解決這個難題，借助Ansys SPEOS在光學設(shè)計和仿真領(lǐng)域強大的功能，可以輕松設(shè)計光導(dǎo)并定制變量和目標值，而借助Ansys optiSLang優(yōu)異的算法能找出參數(shù)相關(guān)性和最優(yōu)解。從而，將汽車按鍵字符設(shè)計的工作流大大簡化和流程化，提高了設(shè)計效率。本文將詳細通過具體案例來介紹聯(lián)合Ansys SPEOS和optiSLang來對汽車按鍵光導(dǎo)設(shè)計的優(yōu)化過程。
展開 要求汽車按鍵字符的點亮均勻性一直是供應(yīng)商和主機廠關(guān)注的指標，為了實現(xiàn)高效率低成本的方案，往往采用光導(dǎo)的形式去實現(xiàn)。但這個光導(dǎo)屬于異形光導(dǎo)，也就是光導(dǎo)的幾何特征并不規(guī)則，這給設(shè)計師帶來了很大的挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的光導(dǎo)設(shè)計，設(shè)計師會根據(jù)經(jīng)驗不斷試錯，來找出最優(yōu)解。該方法效率低，時間長，同時不能找到最優(yōu)解。通過采用Ansys SPEOS和Ansys optiSLang結(jié)合的方案能很好的解決這個難題，借助Ansys SPEOS在光學設(shè)計和仿真領(lǐng)域強大的功能，可以輕松設(shè)計光導(dǎo)并定制變量和目標值，而借助Ansys optiSLang優(yōu)異的算法能找出參數(shù)相關(guān)性和最優(yōu)解。從而，將汽車按鍵字符設(shè)計的工作流大大簡化和流程化，提高了設(shè)計效率。本文將詳細通過具體案例來介紹聯(lián)合Ansys SPEOS和optiSLang來對汽車按鍵光導(dǎo)設(shè)計的優(yōu)化過程。
展開 要求汽車按鍵字符的點亮均勻性一直是供應(yīng)商和主機廠關(guān)注的指標，為了實現(xiàn)高效率低成本的方案，往往采用光導(dǎo)的形式去實現(xiàn)。但這個光導(dǎo)屬于異形光導(dǎo)，也就是光導(dǎo)的幾何特征并不規(guī)則，這給設(shè)計師帶來了很大的挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的光導(dǎo)設(shè)計，設(shè)計師會根據(jù)經(jīng)驗不斷試錯，來找出最優(yōu)解。該方法效率低，時間長，同時不能找到最優(yōu)解。通過采用Ansys SPEOS和Ansys optiSLang結(jié)合的方案能很好的解決這個難題，借助Ansys SPEOS在光學設(shè)計和仿真領(lǐng)域強大的功能，可以輕松設(shè)計光導(dǎo)并定制變量和目標值，而借助Ansys optiSLang優(yōu)異的算法能找出參數(shù)相關(guān)性和最優(yōu)解。從而，將汽車按鍵字符設(shè)計的工作流大大簡化和流程化，提高了設(shè)計效率。本文將詳細通過具體案例來介紹聯(lián)合Ansys SPEOS和optiSLang來對汽車按鍵光導(dǎo)設(shè)計的優(yōu)化過程。
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光導(dǎo)設(shè)計的最新內(nèi)容
增強和混合現(xiàn)實(AR & MR)系統(tǒng)的最常見設(shè)計都將光導(dǎo)設(shè)計與表面結(jié)合，包含用于耦入/出出瞳擴展的微米和納米結(jié)構(gòu)區(qū)域(光柵)。
在為增強和混合現(xiàn)實(AR&MR)應(yīng)用設(shè)計光導(dǎo)設(shè)備的過程中，像提供的視場(FOV)這樣的參數(shù)是主要的關(guān)注點。為了提高可達到的最大視場的極限，已經(jīng)研究了各種方法，例如在耦入器到耦出器之間傳播過程中分離視場的系統(tǒng)。一種非常流行的方法是所謂的“蝴蝶光瞳擴展”，即兩個單獨的EPE光柵區(qū)域用于視場的正負部分，這也應(yīng)用于微軟的Hololens 2。
均勻性檢測器的編輯對話框
探測器功能：相干參數(shù)
探測器功能：光瞳參數(shù)
探測器功能：光瞳位置
基于中心射線的光瞳位置示例
基于光瞳在網(wǎng)格上的位置的光瞳位置的示例
均勻性檢測器輸出
均勻度檢測器圖輸出
均勻性檢測器輸出示例
文件信息
更多閱覽
-帶有光導(dǎo)元件的“HoloLens 1”型布局的建模
-光導(dǎo)布局設(shè)計工具
、內(nèi)飾氛圍燈等的光導(dǎo)設(shè)計，并改善光導(dǎo)亮度的均勻性，以自動優(yōu)化設(shè)計的方式提升照明效果。
該示例示出了針對一個特定入射方向優(yōu)化矩形光柵以獲得最佳光導(dǎo)耦合效率的設(shè)計策略。
摘要
該示例示出了針對一個特定入射方向優(yōu)化矩形光柵以獲得最佳光導(dǎo)耦合效率的設(shè)計策略。
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-帶有光導(dǎo)元件的“HoloLens 1”型布局的建模
-光導(dǎo)布局設(shè)計工具
為增強現(xiàn)實和混合現(xiàn)實應(yīng)用設(shè)計光導(dǎo)器件極具挑戰(zhàn)性，由于角譜模式的完全混合，以及系統(tǒng)中大量的自由參數(shù)，這使得用“蠻力”方法來優(yōu)化參數(shù)幾乎是不可能的。快速物理光學建模和設(shè)計軟件VirtualLab Fusion用Light Guide Toolbox Gold Edition為您提供了幾個系統(tǒng)的設(shè)計工具，幫助光學工程師以更可控的方式一步一步地解決設(shè)計過程。
快速物理光學軟件 VirtualLab Fusion 的光導(dǎo)工具箱提供了一系列工具，可幫助光學工程師處理涉及增強和混合現(xiàn)實應(yīng)用的光導(dǎo)設(shè)備設(shè)計過程的許多不同階段。在我們最近的通訊中，我們已經(jīng)介紹了一些有助于確定光導(dǎo)及其光柵區(qū)域充分布局的特性。
今天，我們轉(zhuǎn)向用于光導(dǎo)中光柵的最強大的系統(tǒng)設(shè)計工具之一：足跡和光柵分析工具。
摘要
隨著增強和混合現(xiàn)實(AR & MR)技術(shù)的發(fā)展，光波導(dǎo)器件已成為人們越來越關(guān)注的對象。為了幫助光學工程師設(shè)計這樣的系統(tǒng)，VirtualLab Fusion提供了幾個系統(tǒng)設(shè)計工具，將任務(wù)分解成一個受控的、循序漸進的過程。在這個用例中，我們演示了布局設(shè)計工具根據(jù)用戶的規(guī)格自動生成“Hololens 1”類型(線性光柵下的1D-1D孔徑擴張)系統(tǒng)的功能。
打開AR&VR布局設(shè)計計算器
