Speos — 光學產品設計模擬工具

        Speos是ANSYS公司的光學系統模擬工具，內嵌於UG、Spaceclaim等CAD平臺，實現從結構設計到光學模擬的無縫銜接，用於光學設計、環境與視覺模擬、成像模擬等，在汽車、電子電器、精密儀器、照明裝置、攝像等領域有著廣泛的應用。Speos透過CIE的標準認證，並內嵌ISO和CIE國際標準，以OMS裝置的準確光學屬性測量結果作為軟體的輸入，並依據人眼視覺特徵和物體真實物理屬性進行現實場景模擬，可以獲得照片級的高精度模擬分析結果，幫助客戶提升研發設計能力，有效指導新產品的研發設計，高精度預測產品效能，降低樣機數量和試驗次數，從而節省成本、縮短週期，提升產品的市場競爭力。

 

產品介紹

 

       Speos的典型應用包括汽車內部視覺環境人機工效設計與照明模擬分析、汽車外部照明(頭燈、尾燈)模擬分析、車載成像系統虛擬驗證，在汽車以外還可以很好地應用在手機攝像頭等成像鏡頭上。

 

•  汽車內部視覺環境人機工效設計與照明模擬分析

        因為執行的時間、地域、天氣狀況都比較複雜，汽車內部廣泛存在各種光學干擾，比如陽光照射在螢幕或者飾條、飾件上產生的反射炫光、日間或者夜間的成像反射，陽光照射在儀表盤產生的大面積的泛白等。透過 Speos軟體可以在設計之初對可能存在的隱患進行基於人眼視覺的光學模擬，在產品研發早期找出可能存在的隱患並進行有效更正。

 

 

        Speos還可以進行汽車內部照明系統及儀表系統燈的光學模擬，根據內飾照明系統的分析要求，指出需要有明確量化的照度模擬分析、均勻性分析、能量模擬分析以及更為重要的夜間視覺效果模擬。

 

 

 

        在內飾方面，Speos的應用如下:

 

 

•  汽車外部照明(頭燈 / 尾燈)模擬分析

        Speos可以透過流明、出光角度和光譜等對LED等光源的光形進行定義，並透過車燈的CAD結構設計、照明佈局位置，光學材質等對光的傳播路徑進行定義，透過模擬給出空間內光強分佈等，並可透過人眼視覺模型給出亮度分佈等。

 

頭燈視覺模擬分析

 

尾燈視覺模擬分析

 

頭燈夜間路面能量模擬分析

 

•  車載成像系統虛擬驗證

        Speos可以透過數字化建模為攝像頭、鐳射雷達感測器、HUD等提供測試環境，快速直觀地將駕駛環境中攝像頭、鐳射雷達和HUD的成像結果模擬出來。結合CAD平臺，可以根據攝像頭和鐳射雷達的三維造型、物理屬性、約束條件，模擬感測器系統採集的資料，用於驗證攝像頭和鐳射雷達結構對成像的影響，探測器晶片對成像質量的影響，如CCD的光譜敏感性、動態範圍、白平衡、畫素大小與分佈等對攝像頭成像產生的影響，可以在早期設計階段方便地評估不同設計方案在感知效能方面的區別。

 

光學感測器監測系統模擬模擬分析

 

鐳射雷達感測器模擬模擬分析

 

        Speos可以考慮鍍膜屬性，透過詳細的光線追跡，對成像系統的雜散光進行分析，並能夠根據不同波長光線的傳播特點，對紅外成像系統進行虛擬驗證。

 

雜散光分析

 

紅外成像光路分析

 

        針對HUD開發，Speos可以模擬DLP經過光路投射到前擋風玻璃的成像效果，根據HUD和擋風玻璃光學屬性、構型、相對位置，考慮人員視覺，分析重影等問題，驗證並最佳化光路中膜片對重影的改善效果。

 

Speos在HUD開發中的應用

 

•  手機光學產品虛擬驗證

        Speos可以應用在手機攝像頭、外觀以及螢幕顯示等方面。對於手機鏡頭，Speos可以對其進行光學系統成像模擬和雜散光分析，在產品外觀方面可實現產品外觀視覺化，得到材質和色彩的準確渲染，Speos可以幫助螢幕新型顯示技術的開發、背光模組模擬和最佳化，以及偏振片 / 抗反膜的效果模擬，為手機及其相關部件的開發帶來便利。

 

Speos在手機方面的應用