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Ansys Speos 准确仿真提升室内照明设计应用

2023-2-28 22:58| 发布者:optkt| 查看:711| 评论:0|原作者: 光电资讯

摘要:Ansys Speos是一款优秀的室内照明设计工具,可以进行光学器件的设计和优化,包括光斑、光形等信息。同时,Ansys Speos还可以结合实际场景仿真得到灯具照明的实际效果,并且具有高精准的仿真准确性。除此之外,Zemax是一套综合性的光学设计软件,可以实现几何光学设计、物理光学设计、照明系统设计等多种功能,并且有非常好的扩展性能和技术性能。OpticStudio是Zemax的旗舰光学设计解决方案,具有全面集成仿真、性能分析工具、光机封装等功能。

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概述

在日常生活中,室内照明是一个很重要又常常被人忽视的地方。好的室内灯光设计,会给人带来舒适感、设计感等。而将Ansys Speos应用于室内照明的设计中,可以帮助设计人员快速的提升室内照明产品的质量。

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室内照明器件

首先,Ansys Speos可以设计并优化室内照明灯具的光学器件。Ansys Speos拥有一套完整的光学器件设计工具,通过该工具工程师可以快速高效的完成器件的设计,设计完成之后通过精确的光学仿真,得到灯具的光形、光斑等信息,利用光线追击等手段,获得优化的方向,进而得到符合设计师要求的灯具。

我们以一个明装的筒灯为例,我们想要设计一个如下图所示的筒灯透镜,利用Ansys Speos 我们创建了一个类似的简易的筒灯透镜模型,利用仿真得到了它的IES文件,我们觉得筒灯的发射角度略小,于是我们在内表面利用设计工具又添加了部分小的反射面,使其发光角度成功变大。

光型控制好后,我们还可以仿真查看该灯具照射在平面上的光斑质量和照度分布、能量分布等,同时也可以仿真得到它的静态外观及点亮效果。

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整体照明效果

Ansys Speos除了对照明器件的设计优化外还可以结合实际场景仿真得到灯具照明的实际效果。这在一些专业场景下非常有用,比如博物馆照明、高端商场、医用灯具等,都需要结合场景去看最终的效果。

下面的案例,我们听过数模的方式搭建了虚拟的场景,让后通过仿真的方式,再现了场景中光影的最终效果。

除了针对效果进行仿真外,我们还可以对仿真出来的结果,进行眩光分析、均匀度分析、显色性分析等。

图表1 眩光分析

图表2 显色指数分析

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仿真准确性

Ansys Speos仿真的准确性是有目共睹的,我们可以完全信赖它的仿真结果。

这里我们用LMK亮度相机和我们的仿真结果做一个对比,确保仿真正确性的前提下,仿真结果与实际完全吻合。

图表3 左为仿真结果,右为LMK结果



Ansys Zemax光学设计软件

产品概述

Ansys Zemax是一套综合性的光学设计软件,它提供先进的、且符合工业标准的分析、优化、公差分析功能,能够快速准确的完成光学成像及照明设计。



 
三种不同的版本:Professional,Premium,Enterprise
Zemax有三种不同的版本:Professional是专业版,包含序列光学系统设计、非序列光学系统设计、偏振光线追迹、物理光学分析;Premium是旗舰版,包含专业版的功能,适用于更高级专业用户,增加了ParkLink™、AssemblyLink™、光源模型库、高级光路分析以及闪电追迹等功能;Enterprise是企业版,包含旗舰版的所有功能,增加了star模块。
Zemax现在有订阅版模式,客户可以根据需要按时间进行付费使用。
 
产品用途
Zemax的应用领域及范围
● 显微镜、望远镜、目镜等镜头设计等
● 相机镜头、各种变焦镜头、手机摄像头、夜视系统设计等
● 各种LED二次配光透镜,色度分析及颜色混合优化等
● 车灯、LCD 背光板和LED等照明系统设计优化
● 光管、光纤连接器,有源及无源器件、光纤耦合
● DVD、VCD 激光读写头、干涉仪、全息光学
● LCOS、DLP等各种投影仪及光学引擎设计
● 物理光学BPM计算,偏振光学
● 激光光学系统,扩束镜,F-theta扫描镜,整形镜
● RCWA 微纳光栅设计(微结构、体全息)
● AR、VR光学设计,HUD设计
 
技术性能
软件可以实现的主要功能
● 几何光学设计:成像镜头设计、成像质量分析、温度环境分析、加工公差分析等
● 物理光学设计:激光系统及元件的设计及分析,光学相干衍射特性分析、光纤耦合等
● 照明系统设计:照明系统的设计,光机设计,和3D模型软件动态链接,光源库等
● ZPL语言扩展:自带的编程语言可以实现功能的扩展
● 扩展功能:可以和C语言、C++、python等编程语言进行配合使用
 
新版本相关简介
OpticStudio®  是 Zemax 的旗舰光学设计解决方案。22.2 版改进了光线瞄准向导、增强型光线瞄准算法,以及将光学模型导出到 Ansys Speos 以进行全面集成仿真的新功能。
OpticStudio STAR Module 简化并优化了有限元分析 (FEA) 包和 OpticStudio 之间的工作流程。22.2 版增加了性能分析工具,可逐个表面地分析温度变化和变形对光学系统性能的影响。
OpticsBuilderTM简化了光机封装。22.2 版推出主光线工具改进功能,包括 Rayfootprint Boundary Tools,可帮助 CAD 用户对机械组件-光线路径交互做出更清晰的决策,以及新的 OpticsBuilder 课程:如何借助 OpticsBuilder 插件将 Zemax OpticStudio 提供的转换工作流程应用到 CAD 环境。


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握手

鲜花

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