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Ansys Speos 2025 R1在传感器、光学零件设计、结果分析等方面进行了改进和新功能开发，旨在提高设计效率、仿真精度和使用体验，主要更新包括兼容AxF、发布pySpeos等。参与过汽车、航空、电子领域光学方案开发和支持，目前负责Ansys Speos技术工作。2025年4月16日 16:00 - 17:00。扫描二维码即可进入报名界面进行报名。

充分利用局部网格，局部网格是一种将特定网格参数“强制”到一组，当一个局部网格应用于一个面，在仿真模拟过程中，Speos将对这组面考虑局部网格属性，而不是全局网格属性（设置在模拟的选项）。局部网格定义中的参数只影响分配给它的几何形状或面。在计算机图形学和计算几何中，3D网格是指定义三维对象的形状和结构的节点、边和面的集合，网格划分是创建这种表征的过程，它包括将3D空间划分为离散的元素，以近似目标的几何形状。在复杂的几何形状或高梯度的区域可能需要更细的网格，而在更均匀的区域可以使用更粗的网格，以减少计算成本。

灯箱和physics camera sensor物理相机传感器的参考轴系统的原点需要在第一个镜头面前面放置一个小偏移（在-z方向）。为了避免任何切线问题，建议偏移量为几何距离公差（GDT）的10倍。必须定义灯箱的轴系，使透镜系统的光轴遵循Z轴。传感器的参数定义，使用与灯箱相同的轴系。从Speos输出文件夹中选择导出灯箱“Camera Light Box Export”，选择预定义的辐照度传感器。

主要有，粗略的审查结果（例如，在设计迭代期间）、快速的审查结果（例如，在半主要的里程碑之后）和详细的审查结果（例如，在设计验证阶段）提供指导。这样，整体亮度可以手动设置，因为缩小的视野只包含真实眼睛所能看到的整体亮度的一小部分。请记住，光线是根据光源通量的比率分布的，因此，如果仿真包含所有光源的单一模拟，则通量较小的光源接收到的光线比其他光源（例如，tail）少。所以，Sampling是Speos仿真中要注意的主要参数，更高的采样意味着更平滑，更漂亮的结果，但确实需要更长的模拟时间。

当出现错误提示“没有足够的ANSYS OPTIS HPC许可，Licensing Error Not enough Speos HPC licenses”时，需要设置更少的线程。在Light simulation选项中，选择general此功能。在navigation浏览Theme主题位置，选择鼠标导航主题，可以根据使用习惯选择CATIA，CREO等操作方法。测试版功能是仍在开发中的功能，每个Speos版本可能有所不同。打开Speos软件后，在file文件下，选择Speos option选项。

1、Ansys Speos 光学软件引领医疗科技革命2、AnsysSpeos内窥镜设计与仿真整体解决方案3、内窥镜实际案例分享

在使用 rayfile 源进行模拟时，Speos 引擎将根据 rayfile 文件内定义的光线信息列表逐个创建光线，因此，在仿真过程中不要产生更少或更多的光线，这一点很重要。示例项目中还提供了5个预生成的光线文件：第一个光线文件包含中心光线，其他4个光线文件包含围绕中心光线的光线，半径为12mm。lpf 文件记录光线通过挡风玻璃的传播信息：光线文件中的每条光线向前传播，与挡风玻璃相互作用，折射两次，并存在于挡风玻璃中。请注意，如果此项目中使用的挡风玻璃形状由分离的曲面定义，即此几何图形中没有挡风玻璃体积。

如果在第一步获取rayfile属性的仿真中，强度探测器类型未设置为“colormetric”或“spectral”，则需要在面光源定义中添加光谱文件，这个频谱文件必须从LED的数据中获取，或者是官方网站下载。当然根据设计的复杂程度，可能需要大量的光线来精确模拟输出，这样就采用对每个rayfile光线文件重复利用，例如在每个芯片位置的rayfile光源重复三次，这样以便减少rayfile光源对仿真光线数的限制。表面光源均匀地从几何形状表面的每个点发射光，这种简单的方法可以在没有指定光源的早期开发阶段使用。

汽车照明行业在过去几年中有了很大的发展，对复杂光学结构的需求需要先进的设计能力。Speos 3D Texture是一个独特的功能，允许在给定的身体表面以图案的形式设计和模拟微纹理。它的优点依赖于图案(网格)的光学模拟模型，而不是使用实际的CAD几何图形。这样就减少了计算时间和文件大小。Speos 3D Texture是汽车照明设备的光性能和外观设计使用的先进软件工具，照明设计和验证都可以在Speos中进行，仿真结果的保真度为保证较少的开发迭代次数提供了足够的信心，从而降低了项目的成本和时间。

近年来，智能投影仪备受年轻人青睐，在社交平台上，频繁出现相关品牌的“种草”视频或帖子。其中抖音“投影仪”话题有48亿次播放，小红书上则有超过58万篇投影仪笔记。在电商平台上，投影仪的销量也不断走高。本示例描述了一种基于Ansys OpticStudio与Speos完成3片式LCD投影仪的设计与仿真方法。如图所示，LCD显示器需要外部提供光源照射，光源发出的白光经过积分棒，然后通过红外、紫外滤光镜，进入分色棱镜后生成红、绿、蓝三束光。在合色棱镜中合成彩色图像后，最终通过投影光学系统将图像放大投射到屏幕上。

上图是使用Ansys工具分析相机系统杂散光的典型工作流程。工作流程可分为四个部分:1. 使用“Zemax Importer”工具导入ZOS镜头设计到Speos。2. 检测所有可能的关键太阳位置和整个系统的光泄漏。3.相机视场内四个外环境太阳位置的杂散光模拟(可选)。4. 分析杂散光路径序列，对外环境太阳位置的杂散光进行抑制。第一步：使用“Zemax Importer”工具导入OS镜头设计到Speos使用“Zemax导入工具”导入ZOS镜头设计到Speos。

在这个例子中，将得到如何有效地模拟前面有透明材料的光源。通过捕获玻璃罩到光源本身来减小模拟规模并提高收敛性。这对于相机/激光雷达应用尤其重要，其中传感器和光源位于镜头的同一侧。当光源放置在一个或多个材料后面时，会增加光线追踪收敛时间，特别是对于相机和激光雷达模拟。因此，浪费了宝贵的模拟时间，却没有得到完整的结果。为了减少模拟时间，尝试预先计算透明材料和光源的相互作用，转换为只有玻璃表面的输出是有效光源。这些光线只会与环境相互作用并到达传感器，从而减少了运行完整模拟所需的时间，并在传感器表面获得响应。

相机挡板的设计需要在光路的不同位置同步多个照度图，以尽量减少杂散光。2023R2 Speos提供了一种新的探测器，用于高阶杂散光分析，可以同时对多个探测器进行光线追迹。Light Expert工具可以即时过滤3D视图中的光线，以识别特定的光路和光源的贡献。以相机光路为例，简述light expert group探测器组使用方法。

在这个信息爆炸的时代，光学技术的进步将为我们带来更多未知的可能性。- µLED 的应用主要包括消费电子产品中的高质量显示屏（如 AR/VR 显示屏、智能手表、智能手机）和汽车显示屏（如 HUD、环境照明中央控制台、前大灯）- 新的HMD追踪兼容性，带来完全沉浸式的结果体验 - 这使得各行各业的Speos用户能够执行综合分析，并更直观分析结果，更好地评估真实产品的外观。- 为基于氮化物的绿色和蓝色 µLED 提供新的支持，包括使用CHARGE/MQW求解器的耦合模式下的二维光电模拟。

Speos 3D Texture功能提供了一种解决方案，可以绕过 CAD 系统限制来设计和模拟数百万个小图案：pattern图案的分布类型和重复次数。3D Texture可用于设计照明系统，例如光导、车灯、亮度增强膜 （BEF） 和由数百万个几何元素组成的背光单元。在 Speos 中创建 3D Texture需要什么？定义轴系，支撑面，运算关系，pattern图案，和映射分布，完成3D Texture的定义。

Ansys Speos | 如何利用Speos联合optiSLang进行光导优化设计

优化是一个有助于找到一个光学系统的最佳解决方案的实验过程，它主要是利用参数的变化而试图达到预期的结果。在Speos 2023 R2中提供三种可供选择的方法来执行此类分析。

根据我们以上的分析，接下来我们就可以设置诸如挡板，或者改变防尘罩曲率来让按照这写入射角度的太阳光进入不到人眼，来达到消除杂散光的目的。对于内部的杂光分析，过程和外部是一样，只是变为更直接的分析，不需要先进行反向分析。

这个过程的一部分需要灵敏度分析，它将确定影响结果的最关键的输入。为了optiSLang定义目标，必须在初始结果中创建测量值，并将其保存为XML模板，然后将相同的模板导入Speos内部的传感器，得到的仿真结果中包含测量值，并用于优化目标设定。几何距离公差由于图案元素是微观的，显示的层很薄，层之间的间隙很小，我们必须设置一个比默认值0.05mm更低的几何距离公差，0.005甚至更小。这里，X和Y的映射距离，图形全局尺度，Z方向的尺度作为输入，总通量，RMS对比度(用于测量一致性)作为输出结果。

增强现实(AR)是一种将屏幕上的虚拟世界与现实场景相结合的技术，使用Ansys的完整光学解决方案来设计和分析瞳孔扩展器EPE衍射光栅构成的AR系统，将Zemax OpticStudio的光学透镜系统信息和Lumerical的光栅信息导入到Speos中，对这些系统进行系统级性能分析，使用Speos在3D环境中模拟整个AR光学系统时，这个互操作性工作流捕获了光栅微结构和透镜的宏观结构之间的相互作用，并且可以在照明场景中准确感知视觉效果。模拟完成后，双击XMP打开辐照度图，并检查均匀性。

Speos 为了改善显示器对车灯仿真效果的提升，更好的定义仿真参数使仿真结果更接近真实，支持使用HDR10显示器以显示更真实的仿真结果。

在第二部分中，我们描述了如何使用文章中所提供的的 Python 代码将 Zemax 光源转换为 SPEOS 光源，所使用的示例光学文件为 rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Zemax.dat。在第三部分中，我们描述了如何使用文章中所提供的的 Python 代码将 SPEOS 光源转换为 Zemax 光源，所使用的示例光学文件为 rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Speos.ray。Zemax 光源文件中的光通量等效于 SPEOS 中的能量数据。

基于软件默认的设计参数，TIR Lens照度仿真结果中的目标区域RMS值为0.74，体现出的照度均匀度较差，需要采用Workbench的直接优化功能对设计参数进行优化，以获得均匀度更好、满足RMS值要求的设计结果。

Ansys Zemax / Speos | 关于汽车投影灯解决方案

第一种方式，通过VLA的界面，选取任一个或者多个光源，调节红色区域的参数timeline event，通过设置start和end时间（秒S）来设置当前时间内光源的功率比为1（初始设置的source能量值），点击apply，表示在0-1时间内功率比为1，同时可以设置1-2时间内功率比为2，点击apply，依次可得到任意光源在任何时间内的功率比。有两种方式设置光源功率比和时间线的变化，一种方式是通过VLA的界面，设置timeline 和 ratio，另外一种方式是通过excel编辑光源功率随时间的变化。

近年来，智能投影仪备受年轻人青睐，在社交平台上，频繁出现相关品牌的“种草”视频或帖子。其中抖音“投影仪”话题有48亿次播放，小红书上则有超过58万篇投影仪笔记。在电商平台上，投影仪的销量也不断走高。本示例描述了一种基于Ansys OpticStudio与Speos完成3片式LCD投影仪的设计与仿真方法。如图所示，LCD显示器需要外部提供光源照射，光源发出的白光经过积分棒，然后通过红外、紫外滤光镜，进入分色棱镜后生成红、绿、蓝三束光。在合色棱镜中合成彩色图像后，最终通过投影光学系统将图像放大投射到屏幕上。

在这里，使用ZOS设计的高效手机相机镜头系统，通过使用Zemax importer工具可以读取ZOS透镜数据参数，并根据它们的数学表示自动重建每个透镜，作为基于CAD的Speos透镜特性几何数据，并访问所有透镜参数。它们定义了将被模拟的几何图形的质量。在第4步中，将通过利用Speos LXP和“序列检测”功能，识别最关键的光线路径序列(根据传感器的照度)和导致5°太阳位置的成像仪上杂散光的物体相互作用。杂散光是指光向相机传感器不需要的散光光或镜面光，是在光学设计中无意产生的，会降低相机系统的光学性能。

在本次新版本中，Speos继续推动创新，为光学工程师提供准确、高性能的模拟能力，新版本所提供的强大功能，加快了模拟速度提高了模拟精度，并扩展与其他Ansys产品的互操作性。

Speos 在2022R2版本中正式推出 GPU 计算功能，相比于 CPU 计算，相同HPC32配置，高性能显卡在仿真计算中将会更显计算优势，在仿真数据量大、材料属性复杂、光源种类多的条件下，Speos 视觉模拟会消耗更多仿真计算时间。当模拟参数设置偏差，或者视野选择不准确，重新模拟耗费的时间会很长，GPU 同样提供实时预览 preview 功能，快速检查视觉模拟对参数设置和视野选择的准确性，通过 GPU 持续渲染，得到从低精度到高精度的实时模拟效果，一旦发现模拟出现问题可以随时停止，修改参数后再重新模