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光学仿真行业解决方案

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;

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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:

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图:导光亮度分布对比图(左:原始设计 右:优化设计)

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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:

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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

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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

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案例4:利用Rsoft开展弯曲光纤仿真分析

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。

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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。

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我司提供免费询价服务权益,报价前需提供如下材料:

  1. 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;

  2.  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;

  3. 软件要求,工期,技术说明等;

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