案例1:光学仿真——电子产品灯光设计
消费类电子产品行业中,光学仿真的应用也比较广泛,只要涉及显示器,摄像头系统和光传感器的设备,都有可能需要运用光学仿真,例如智能手机,平板电脑,电视,智能手表,VR设备等。
在产品开发过程中,光学仿真技术的应用成为了一种非常重要的手段,可以帮助设计师实现最优化的设计并提高产品的研发效率和质量;
本案例采用AnsysSpeos软件进行光学仿真
优化前后的光学方案对比:
图:导光亮度分布对比图(左:原始设计 右:优化设计)
图:基于人眼视觉的灯光效果对比图(左:原始设计 右:优化设计)
还可以对比同等功率下,不同颜色的灯光呈现的效果:
图 优化设计开蓝光效果 图 优化设计开绿光效果
在产品试产阶段,塑胶模具、PCBA以及各电子器件基本已经确定。如果在这个阶段Light Guide 出现亮度不均匀、亮度偏低、可见视角太小等问题,凭借经验或盲试很难达到理想的效果。但如果利用AnsysSpeos进行问题重点仿真分析,直观地查看重点区域的光线传导路径,可快速查找亮度不均、可见视角小的根本原因,可以更快地找到解决其问题的方法和途径,并进行仿真验证。
例如,以下3张图展现了灯光亮起时的效果,分别对应无环境光源下的人眼视觉效果、办公室环境光源下的人眼视觉效果,以及办公室环境光源下的亮度探测器结果。
无环境光源下 办公室环境光源下 办公室度探测器
案例2:汽车内饰氛围灯
上图是项目早期所设计出的车门外观,白色 区域为氛围灯灯光区域,因为还在早期,没有光导的结构设计,所以设该表面为一个具有一定角度的朗博面光源,此光源可以设置为平谱光源,并根据要求设定各个位置的亮度探测器,以此来评估和分析灯光在效果,同时也可以加入一个环境光源,以模拟在有环境光的情况下灯光的效果,可以使用光谱过滤对灯光效果进行后处理,得到RGB三种不同颜色下和不同RGB权重的白灯的效果。
图 在Ansys Speos中的操作界面
图 模拟的白光效果(未考虑环境光源)
图 模拟的红光效果(未考虑环境光源)
图 模拟的绿光效果(未考虑环境光源)
图 模拟的蓝光效果(未考虑环境光源)
下面我们加入环境光源,如下图所示,我们假定了一个1000尼特均匀亮度的环境光源,渲染出未亮灯的效果(未亮灯的效果有时候对外观设计也有重要的参考作用)
未亮灯的效果
灯光打开的效果
案例3:FloEFD卤素投光灯热学仿真
本案例采用Rsoft光学仿真软件,BPM模块利用光束传播法,能够进行多种类型光器件的仿真,比如分束器、光纤等,展示如何开展光纤弯曲情况下的仿真分析;
设置完参数后,观察其折射率分布,确认折射率分布的合理性。由于此处采用了等效弯曲的方法,因此折射率分布不再是均匀的,如下图所示。
图 折射率分布
然后,将纤芯设置为路径,并对入射场进行设置,入射位置为纤芯端面。需要注意的是,入射场的模式计算,默认是按照背景折射率进行计算,而实际上需要将其设置为包层的折射率。
图 以背景折射率为基础计算的模场分布
图:以包层折射率为基础计算的模场分布
设置光纤纤芯为监测路径,同样注意折射率需要设置为包层折射率。现在就可以用以分析光束在弯曲光纤中的传输情况。
我司提供免费询价服务权益,报价前需提供如下材料:
3D模型文件(step格式即可),或者要模拟的部件图片,如涉及保密项,我司可以先签订保密协议;
模拟工况,要模拟的条件说明,输入条件,包含边界条件、仿真要求、交付物输出形式、以及实现效果等;
软件要求,工期,技术说明等;