光學產品設計及仿真工具的案例
SPEOS—光學產品設計及仿真工具
SPEOS是ANSYS公司功能強大的光學仿真軟件，用于光學設計、環境與視覺模擬、成像仿真等，強大的解決方案提供了可視化光學系統和直觀的人機交互平臺，其仿真技術已廣泛用于汽車、電子電器、精密儀器、照明設備等領域。SPEOS軟件內嵌ISO和CIE國際標準，可整合結構進行光機系統的設計，依據人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行場景仿真，能夠在產品設計階段對方案的可行性進行驗證，在設計前期發現、反饋和處理問題，使光學設計以快捷、超同步、易優化的形式實現理想的產品解決方案。
產品介紹
SPEOS的典型應用包括汽車內部視覺環境人機工效模擬分析、汽車內外飾燈具設計及模擬分析、車載成像系統虛擬驗證、HUD設計及仿真分析等。
?? 汽車內部視覺環境人機工效模擬分析
汽車運行的時間、地域、天氣狀況都較為復雜，因此汽車內部廣泛存在各種光學干擾，比如陽光照射在顯示屏或者飾條飾件上產生的反射眩光、陽光照射在儀表盤產生的大面積的泛白、日間或者夜間的成像反射、夜間顯示屏在主要視野區域形成的倒影等。通過SPEOS軟件，可以在設計之初對可能存在的隱患進行光學模擬，并給出人眼視覺模擬結果，在產品研發早期找出可能存在的隱患并進行有效更正。
圖1 整車人機工效人眼視覺模擬結果
??汽車內外飾燈具設計及模擬分析
SPEOS可以覆蓋汽車內外飾燈具從設計到仿真模擬的全過程。在設計方面，SPEOS擁有強大的光學器件設計功能，能夠進行汽車內外飾燈具光學結構的快速參數化設計及修改，SPEOS支持的設計類型可以涵蓋車燈設計領域的各種基礎光學器件。
展開 SPEOS—光學產品設計及仿真工具
SPEOS是ANSYS公司功能強大的光學仿真軟件，用于光學設計、環境與視覺模擬、成像仿真等，強大的解決方案提供了可視化光學系統和直觀的人機交互平臺，其仿真技術已廣泛用于汽車、電子電器、精密儀器、照明設備等領域。SPEOS軟件內嵌ISO和CIE國際標準，可整合結構進行光機系統的設計，依據人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行場景仿真，能夠在產品設計階段對方案的可行性進行驗證，在設計前期發現、反饋和處理問題，使光學設計以高效快捷、更同步、易優化的形式實現理想的產品解決方案。
產品介紹
SPEOS的典型應用包括汽車內部視覺環境人機工效模擬分析、汽車內外飾燈具設計及模擬分析、車載成像系統虛擬驗證、HUD設計及仿真分析等。
汽車內部視覺環境人機工效模擬分析
汽車運行的時間、地域、天氣狀況都較為復雜，因此汽車內部廣泛存在各種光學干擾，比如陽光照射在顯示屏或者飾條飾件上產生的反射眩光、陽光照射在儀表盤產生的大面積的泛白、日間或者夜間的成像反射、夜間顯示屏在主要視野區域形成的倒影等。通過SPEOS軟件，可以在設計之初對可能存在的隱患進行光學模擬，并給出人眼視覺模擬結果，在產品研發早期找出可能存在的隱患并進行有效更正。
汽車內外飾燈具設計及模擬分析
SPEOS可以覆蓋汽車內外飾燈具從設計到仿真模擬的全過程。在設計方面，SPEOS擁有強大的光學器件設計功能，能夠進行汽車內外飾燈具光學結構的快速參數化設計及修改，SPEOS支持的設計類型可以涵蓋車燈設計領域的各種基礎光學器件。
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SPEOS是ANSYS公司功能強大的光學仿真軟件，用于光學設計、環境與視覺模擬、成像仿真等，強大的解決方案提供了可視化光學系統和直觀的人機交互平臺，其仿真技術已廣泛用于汽車、電子電器、精密儀器、照明設備等領域。SPEOS軟件內嵌ISO和CIE國際標準，可整合結構進行光機系統的設計，依據人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行場景仿真，能夠在產品設計階段對方案的可行性進行驗證，在設計前期發現、反饋和處理問題，使光學設計以快捷、易同步、易優化的形式實現理想的產品解決方案。
產品介紹
SPEOS的典型應用包括汽車內部視覺環境人機工效模擬分析、汽車內外飾燈具設計及模擬分析、車載成像系統虛擬驗證、HUD設計及仿真分析等。
- 汽車內部視覺環境人機工效模擬分析
汽車運行的時間、地域、天氣狀況都較為復雜，因此汽車內部廣泛存在各種光學干擾，比如陽光照射在顯示屏或者飾條飾件上產生的反射眩光、陽光照射在儀表盤產生的大面積的泛白、日間或者夜間的成像反射、夜間顯示屏在主要視野區域形成的倒影等。通過SPEOS軟件，可以在設計之初對可能存在的隱患進行光學模擬，并給出人眼視覺模擬結果，在產品研發早期找出可能存在的隱患并進行有效更正。
圖1 整車人機工效人眼視覺模擬結果
- 汽車內外飾燈具設計及模擬分析
SPEOS可以覆蓋汽車內外飾燈具從設計到仿真模擬的全過程。在設計方面，SPEOS擁有強大的光學器件設計功能，能夠進行汽車內外飾燈具光學結構的快速參數化設計及修改，SPEOS支持的設計類型可以涵蓋車燈設計領域的各種基礎光學器件。
展開 光學人的輔助工具｜成本低且效益高！適合光學器件生產檢測檢驗的產品
Lenscheck光學測試系統（傳函儀）
LenscheckVIS/LWIR是一個成本低效益高的產品，適合您的光學器件生產和產品原型檢測檢驗的需求。作為光學成像測試領域的領導者，Optikos推出這款精簡、高效、易用的產品用于產品質量檢測。Lenscheck包含了擁有專利的VideoMTF圖像分析軟件，以及實時的調制傳遞函數測試和分析。使用這種測試系統可以讓光學儀器廠家迅速、可靠的測試產品，降低產品及組件不合格的風險。
測量
● 軸上/離軸 調制傳遞函數MTF
● 離焦調制傳遞函數
● 有效焦距
● 后焦距
● 像散
● 場曲
● 位置色差，倍率色差
● 畸變
● 主光線角度
● 環繞能
● 透射率
● 相對照度
● 散射光
● 視線
特性
● 擁有專利的VideoMTF技術，可實時測量MTF
● 平臺靈活度高，可測試一系列不同參數
● 業內領先的精確度和可重復性
● 可具體配置的全自動測量程序
● 輕松切換各種波段（可見光/近紅外，短波紅外，長波紅外）
● 高分辨率的USB電機控制平移臺
● 集成的玻璃鱗片編碼器
● 50mm通光孔徑的折/反射式準直儀
● 集成的八個靶位的靶標輪和濾光片輪
● 自動定心的光學鏡頭支架
● 12bit實時視頻
展開 
5/11 | 設計工程師的仿真工具：Ansys Discovery 2021 R1產品更新
曾任諾基亞通信、摩托羅拉高級結構設計工程師，熟悉壓鑄件/塑料件/鈑金件設計及加工工藝，熟練使用CREO和Ansys工具，也曾有三年汽車領域碰撞及非線性有限元分析經驗。負責中國區Ansys Discovery產品的技術支持以及Ansys結構產品售前支持工作。
03
報名方式
點擊報名：http://event.31huiyi.com/2004325937/index?c=jishulink
Moldex3D模流分析之應用先進CAE工具驗證光學產品翹曲及折射率
大綱
精密射出成型技術常用于大量生產平價的光學組件，但制造過程常會發生產品變形和折射率分布不均問題。實務上多利用有限元素法于來了解自由曲面的Alvarez鏡片在射出成型過程中受到的影響，并藉由干涉儀測量光學波前。此測量運用折射率匹配液來降低或消除鏡片的表面屈亮度，因此即便波前發生大偏移，也能夠透過一般的波前量測系統量測。此案例將透過Moldex3D分析表面變形和折射率分布對于波前的影響。
挑戰
產品因熱收縮、不均勻的折射率分布和雙折射等光學質量問題
如何以有限元素法仿真成型過程
如何分析自由曲面光學產品的精密射出成型制程
驗證光學制品仿真結果
解決方案
Moldex3D提供自由曲面光學鏡片兩項關鍵且準確的參數模擬：產品翹曲及折射率；同時也能呈現充填、保壓、冷卻等階段真實三維的模擬結果。
效益
加強對精密射出成型的自由曲面光學產品之質量管控
可視化并量測出幾何變形結果
可視化并量測折射率變化
了解產品表面變形和折射率如何影響前導波變化
案例研究
本案例目標為藉由有限元素模型，計算出自由曲面光學產品的幾何變形和折射率，進而測量前導波，用于評估精密射出鏡片的光學質量，同時比較仿真和實際測量的結果，以了解CAE技術對于光學產品的仿真準確度。
Moldex3D以HyperMesh網格建立三維有限元素模型，用來仿真產品變形和折射率分布(圖一)。本產品使用的材料為PMMA Plexiglas V825。Moldex3D可偵測并呈現產品的表面變形，以及不均勻的折射率分布(圖二)。接下來再以實際測量驗證，計算像差。
展開 PanDao：面向光學設計師的制造成本影響分析軟件工具
Marco Tinnera, Irina Livshitsb and Oliver Faehnlea
a 瑞士圣加侖市的PanDao 有限公司，b 用于光信息與節能系統的計算機輔助設計”，圣彼得堡國立信息技術、機械與光學研究大學、俄羅斯圣彼得堡
摘要. 本文介紹了一款名為“PanDao”的新軟件工具，專為光學系統設計人員打造。該工具能夠在設計階段模擬出最佳的制造流程和所需技術，并對設計參數和公差的制造成本影響進行分析。
在光學系統的生成過程中，會依次涉及三個不同的實體:
(a)最開始，光學系統設計人員會將性能參數轉化為光學系統參數，例如所用玻璃的類型、透鏡的幾何構型、面型精度、粗糙度和中頻誤差以及所使用的鍍膜類型。
(b)接下來，光學制造設計師將光學系統的參數轉化為一套精心設計的制造流程，采用配備有優化制造參數（如所用磨料、加工運動學、共振頻率或濺射速率等）的機器。
(c)最后，生產經理們開始利用現有配置的光學制造鏈，采用優化后的批量規模和訓練有素的操作人員來進行高自動化水平地光學系統生產。
傳統習慣上，光學設計師會與客戶就產品的“光學系統”進行磋商，討論內容包括規格、價格以及有關產品的制造、鍍膜、安裝和交付等問題。
雖然光學設計師在設計最佳光學元件組合方面得到了軟件工具的有力幫助，但目前還沒有工具能夠幫助他們設計出生產所需的最佳制造流程。就光學制造而言，光學設計師的決策僅限于他們之前與公司內部或供應商光學研討會磋商所積累的個人經驗。這是因為光學制造技術并非光學設計師培訓內容的一部分，尤其是化學工程、材料科學、機床計量學、機械工程、磨料加工、制造工藝參數控制以及“光學工程師的黃金之手”對背后科學原理的深刻理解。
最近，在PanDao軟件項目中1，開發出了這樣一款工具。
展開 PanDao：面向光學設計師的制造成本影響分析軟件工具
Marco Tinnera, Irina Livshitsb and Oliver Faehnlea
a 瑞士圣加侖市的PanDao 有限公司，b 用于光信息與節能系統的計算機輔助設計”，圣彼得堡國立信息技術、機械與光學研究大學、俄羅斯圣彼得堡
摘要. 本文介紹了一款名為“PanDao”的新軟件工具，專為光學系統設計人員打造。該工具能夠在設計階段模擬出最佳的制造流程和所需技術，并對設計參數和公差的制造成本影響進行分析。
在光學系統的生成過程中，會依次涉及三個不同的實體:
(a)最開始，光學系統設計人員會將性能參數轉化為光學系統參數，例如所用玻璃的類型、透鏡的幾何構型、面型精度、粗糙度和中頻誤差以及所使用的鍍膜類型。
(b)接下來，光學制造設計師將光學系統的參數轉化為一套精心設計的制造流程，采用配備有優化制造參數（如所用磨料、加工運動學、共振頻率或濺射速率等）的機器。
(c)最后，生產經理們開始利用現有配置的光學制造鏈，采用優化后的批量規模和訓練有素的操作人員來進行高自動化水平地光學系統生產。
傳統習慣上，光學設計師會與客戶就產品的“光學系統”進行磋商，討論內容包括規格、價格以及有關產品的制造、鍍膜、安裝和交付等問題。
雖然光學設計師在設計最佳光學元件組合方面得到了軟件工具的有力幫助，但目前還沒有工具能夠幫助他們設計出生產所需的最佳制造流程。就光學制造而言，光學設計師的決策僅限于他們之前與公司內部或供應商光學研討會磋商所積累的個人經驗。這是因為光學制造技術并非光學設計師培訓內容的一部分，尤其是化學工程、材料科學、機床計量學、機械工程、磨料加工、制造工藝參數控制以及“光學工程師的黃金之手”對背后科學原理的深刻理解。
最近，在PanDao軟件項目中1，開發出了這樣一款工具。
展開 光學設計軟件產品教程培訓：Zemax 編程語言 (ZPL) 簡介
Ansys Zemax國內可靠代理商
光研科技南京有限公司是國內可靠的光學軟件和儀器光電供應商，提供企業定制化上門培訓服務，承接各類光學設計項目，并有一系列自主編寫出版的光學設計書籍。公司擁有一支高素質、高水平、實戰經驗豐富的管理，銷售以及研發團隊，從成立到現在已經為廣大企業，研究所以及高校提供了很多優秀的產品和服務，是光電圈內值得信賴的企業。追光逐夢，研以致用！以用戶的需求為起點，為客戶提供有價值的光學產品和服務一直都是光研科技南京有限公司的宗旨。
AnsysZemax光學軟件咨詢與訂購聯系方式
聯系人：南京光研 徐保平
手機號：15051861513
微信號：13627124798
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展開 面向光學設計師的制造成本影響分析軟件工具PanDao
Marco Tinnera, Irina Livshitsb and Oliver Faehnlea
a 瑞士圣加侖市的PanDao 有限公司，b 用于光信息與節能系統的計算機輔助設計”，圣彼得堡國立信息技術、機械與光學研究大學、俄羅斯圣彼得堡
摘要. 本文介紹了一款名為“PanDao”的新軟件工具，專為光學系統設計人員打造。該工具能夠在設計階段模擬出最佳的制造流程和所需技術，并對設計參數和公差的制造成本影響進行分析。
在光學系統的生成過程中，會依次涉及三個不同的實體:
(a) 最開始，光學系統設計人員會將性能參數轉化為光學系統參數，例如所用玻璃的類型、透鏡的幾何構型、面型精度、粗糙度和中頻誤差以及所使用的鍍膜類型。
(b) 接下來，光學制造設計師將光學系統的參數轉化為一套精心設計的制造流程，采用配備有優化制造參數（如所用磨料、加工運動學、共振頻率或濺射速率等）的機器。
(c) 最后，生產經理們開始利用現有配置的光學制造鏈，采用優化后的批量規模和訓練有素的操作人員來進行高自動化水平地光學系統生產。
傳統習慣上，光學設計師會與客戶就產品的“光學系統”進行磋商，討論內容包括規格、價格以及有關產品的制造、鍍膜、安裝和交付等問題。
雖然光學設計師在設計最佳光學元件組合方面得到了軟件工具的有力幫助，但目前還沒有工具能夠幫助他們設計出生產所需的最佳制造流程。就光學制造而言，光學設計師的決策僅限于他們之前與公司內部或供應商光學研討會磋商所積累的個人經驗。這是因為光學制造技術并非光學設計師培訓內容的一部分，尤其是化學工程、材料科學、機床計量學、機械工程、磨料加工、制造工藝參數控制以及“光學工程師的黃金之手”對背后科學原理的深刻理解。
最近，在PanDao軟件項目中1，開發出了這樣一款工具。
展開 PanDao：面向光學設計師的制造成本影響分析軟件工具
Marco Tinnera, Irina Livshitsb and Oliver Faehnlea
a 瑞士圣加侖市的PanDao 有限公司，b 用于光信息與節能系統的計算機輔助設計”，圣彼得堡國立信息技術、機械與光學研究大學、俄羅斯圣彼得堡
摘要. 本文介紹了一款名為“PanDao”的新軟件工具，專為光學系統設計人員打造。該工具能夠在設計階段模擬出最佳的制造流程和所需技術，并對設計參數和公差的制造成本影響進行分析。
在光學系統的生成過程中，會依次涉及三個不同的實體:
(a)最開始，光學系統設計人員會將性能參數轉化為光學系統參數，例如所用玻璃的類型、透鏡的幾何構型、面型精度、粗糙度和中頻誤差以及所使用的鍍膜類型。
(b)接下來，光學制造設計師將光學系統的參數轉化為一套精心設計的制造流程，采用配備有優化制造參數（如所用磨料、加工運動學、共振頻率或濺射速率等）的機器。
(c)最后，生產經理們開始利用現有配置的光學制造鏈，采用優化后的批量規模和訓練有素的操作人員來進行高自動化水平地光學系統生產。
傳統習慣上，光學設計師會與客戶就產品的“光學系統”進行磋商，討論內容包括規格、價格以及有關產品的制造、鍍膜、安裝和交付等問題。
雖然光學設計師在設計最佳光學元件組合方面得到了軟件工具的有力幫助，但目前還沒有工具能夠幫助他們設計出生產所需的最佳制造流程。就光學制造而言，光學設計師的決策僅限于他們之前與公司內部或供應商光學研討會磋商所積累的個人經驗。這是因為光學制造技術并非光學設計師培訓內容的一部分，尤其是化學工程、材料科學、機床計量學、機械工程、磨料加工、制造工藝參數控制以及“光學工程師的黃金之手”對背后科學原理的深刻理解。
最近，在PanDao軟件項目中1，開發出了這樣一款工具。
展開 
增強光學系統設計 | Zemax 全新 22.2 版本產品現已發布！
Enhanced 增強型光線瞄準現在支持更廣泛的光學系統類型，因為它兼容更多的孔徑和視場類型來支持更多的系統。除了光闌尺寸浮動外，系統光闌類型現在也可以是入瞳直徑和像方空間F/#。這對傳統鏡頭設計至為重要。
控制入瞳直徑在弱照明情況下特別重要，例如在低光系統中，如夜視系統、顯微鏡、機器視覺系統、傳統攝影以及一些AR/VR 系統。
由于像方F/#控制PSF 的大小，從而控制系統的分辨率，這個孔徑類型可以被用于衍射極限的系統，如望遠鏡、顯微鏡和微距鏡頭。
之前，視場類型僅限于無窮遠的角度和經緯角，以及有限物體距離的物體高度，光線角度小于90°。現在，視場角和經緯角也支持有限物體距離的視場角。這對視場角大于180 度的廣角系統非常有用，例如用于攝影和監控的安防攝像頭和魚眼鏡頭。這些改進擴大了設計的范圍。在這些設計中，這種新算法可以幫助解決諸如"無法追跡"的錯誤和分析中的不連續問題。
1.3 導出到Speos 透鏡系統工具(限專業版和旗艦版)
生成當前光學系統的降階模型用于Speos 仿真。Ansys Speos 經常被用來將組件級設計整合到綜合系統仿真中，以便進行渲染和可視化。其中一個例子是用OpticStudio 設計的相機傳感器，如這里所述：https://www.zemax.com/blogs/news/zemax-and-ansys-collaborate-to-enable-saferreliable-autonomous-vehicle-navigation. 從 OpticStudio 到 Speos 的數據傳輸以前是通過一個單獨的工具（導出到SPEOS 透鏡系統工具）支持的，但從22.2 版本開始，所需的數據模型現在可以直接從OpticStudio 創建。生成的模型包括光學系統的相關參數，以便在現實環境中進行準確的光學傳感器模擬。
展開 Ansys Zemax光學設計軟件技術教程：如何使用快速調整工具和滑塊
光研科技南京有限公司是國內可靠的Ansys Zemax光學設計軟件代理商！公司已經為廣大企業，研究所以及高校提供了很多優秀的相關產品和服務，在行業內建立了值得信任的口碑。
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設計仿真 | MSC Nastran助力AEH公司光學系統的機械設計
事實上，可以認為光學函數比固體力學函數更具線性，而有限元方法本身也是固體力學函數的線性簡化。
02
挑 戰
機械工程師在光學系統設計中的工作是檢查機械設計空間，尋找潛在的光學問題。為此，機械工程師需要工具將設計的力學行為與系統的光學行為聯系起來。這些工具需要適用于早期簡化的設計概念模型以及最終確定的詳細CAD模型，需要與光學工程師和機械工程師在項目后期可能進行的任何分析保持一致。
03
解 決 方 案
提供軟件工具，讓機械工程師直接分析機械設計如何影響光學性能，而不必依賴光學工程師或他們專業的光學軟件。Alson E.Hatheway Inc. (AEH)公司的Ivory光機建模工具（AEH/Ivory）能夠讓機械工程師完全在海克斯康MSC Nastran有限元分析軟件中對光機系統設計的光學性能進行早期、快速、有效的評估。這也消除了在力學程序和光學程序之間交換數據時可能出現的不確定性和誤差。
展開 設計仿真 | MSC Nastran助力AEH公司光學系統的機械設計
01
背 景
光學系統中常見的機械故障是支撐結構的剛度不足。剛度對于保持光學元件的對中和實現足夠的光學性能至關重要。機械工程師有責任在機械設計中提供足夠的剛度。
光學工程師喜歡將機械工程師的結構設計導入到他們的光學設計程序中來對其進行評估。這個過程包括將機械工程師的CAD模型導入到結構分析有限元程序中，然后再將有限元分析結果導入到光學設計程序中。為了方便這個操作，光學工程師開發了解析器和插值器，這使得光學工程師可以觀察到機械設計對光學圖像的影響。光學程序通常是針對光學幾何的大位移非線性求解器。
對于機械工程師來說，這個過程有兩個缺點。首先，它需要一個比較完整的系統CAD模型，而這個模型只有在機械設計的后期才能給出。因此，機械設計的缺陷只能在機械設計過程的后期才被發現。其次，通過解析器和插值器從光學效應追蹤到可能導致光學問題的機械設計特征是有問題的。因此，難以對機械設計制定合理、有效的變更。
光學工程師認為需要使用他們的大位移非線性程序來分析機械變形引起的擾動。然而，對于1米尺寸大小的結構，光學元件允許的變形通常很小，在微米量級。對于這種大小的擾動，可以表明工程精度不需要非線性求解器。事實上，可以認為光學函數比固體力學函數更具線性，而有限元方法本身也是固體力學函數的線性簡化。
02
挑 戰
機械工程師在光學系統設計中的工作是檢查機械設計空間，尋找潛在的光學問題。為此，機械工程師需要工具將設計的力學行為與系統的光學行為聯系起來。這些工具需要適用于早期簡化的設計概念模型以及最終確定的詳細CAD模型，需要與光學工程師和機械工程師在項目后期可能進行的任何分析保持一致。
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