【SSR-026】淫猥秘書 「案例」Ansys SPEOS 在目田曲面透镜联想以及优化分析应用

1. 配景讲解【SSR-026】淫猥秘書

传统的灯具联想一般在抛物面、椭球面等二次圆锥曲面上进行进行反射加透镜的结构的联想，来达到但愿的光强区别。可是，仅使用上述的端正曲面陆续不可一下子达到联想打算，一般需要试错法，对启动面形进行屡次转机、反复优化，智力达到联想要求。这种联想法式周期长，况且不一定灵验。用matlab求解数学方程[1] [2]，将数值解再导入到3D文献中生成新的曲面，这种联想念念路上风是能勾搭启动的结构条款以及临了的光学圭臬进行整合联想，但是对子想者的光学表面以及matlab数值求解的技艺要求相比高。另外皮求得数值解之后可能还要对生成的结构数据作念一定处分智力更好兼容内容家具的分娩智力。

Ansysy SPEOS中，不错运用自带的创建草图的法式，创建样条线，进而作念成目田曲面。勾搭Work bench中的Direct optimization功能，不错对组成目田曲面的透镜的各个参数作念定性的自动优化联想，最终结束对光学打算的优化。除此以外，Ansys SPEOS是一款集联想、仿真、优化一体的光学软件，不错为目田曲面透镜 [3] [4] (目田曲面反射镜也不错运用这一法式)提供我方参数化联想念念路。

底下以一个案例来作念分析讲解，光学打算如下：

1. 透镜材质为亚克力2. LED光束角120°3. 透镜出射角为60°*60°，且为等光强区别。

2.1 目田曲面透镜启动结构

在此开头点示例中，把柄以下经过生成目田风光：

关于外名义和内腔，使用5点样条生成一个对称的基，然后进行镜像。点是由它们到原点的距离来界说的。然后在此基础上，咱们生成三个磋商弧线，由两个罕见的点磋商。这些点也由它们到原点的距离来界说。

请记取，这个建树是一个例子，该旨趣不错应用于任何目田风光的结构。

2.2 光学属性建树

目田曲面透镜由一个基本的矩形名义源（朗伯区别和黑体光谱）照明。

目田曲面透镜由折射率为1.5的光学抛光玻璃制成。

打算是运用LED中心的圆锥强度传感器测量系统的输出强度

光源建树

透镜材质建树

光强探伤器建树

2.3 仿真模拟遵循

要推行联想点考证或优化，咱们需要使用现时的开端运行第一个径直模拟。在这个遵循中【SSR-026】淫猥秘書，在中心区域修复测量值，以确保均匀性。

强度均方根对比度测量平均强度测量

将测量值保存为强度传感器的模板，以确保在每次模拟运行后进行测量。

2.4 Work Bench建树

咱们但愿将第一个联想贯串到责任台上，以进行联想探索。

掀开责任台文献后，将Speos组件从“分析组件”选项卡中拖放到“深远图”视图中。面前需要通过在几何技俩上右键单击>导入>浏览导入到创建的单位格。

一朝导入几何图形，咱们需要将几何参数导入到责任台。在本例中界说目田曲面透镜的参数)。这些参数将是咱们的输入参数。为此，您不错再次右键单击几何>掀开。掀开SpaceClaim后，您应该会看到在责任台中建树的参数：

面前需要导入光学参数（即咱们之前在这种情况下的遵循所作念的光学测量）。这些参数将是咱们的输出参数。为此，不错右键单击“模拟任务>生成参数”。在此之后，Speos单位格和参数集之间有一个闭环：咱们照旧准备好进行联想探索。

2.5 联想探索阶段

不错通过双击旨趣图中的单位格来掀开所建树的参数。在参数都集，VR视角在左边，将看到输入和输出参数，对应于咱们的技俩中的参数。在右边DP0这一滑。它包含了咱们启动联想的输入参数值。但是，它还不包含输出参数的值：这是因为咱们需要第一次从责任台运行模拟，以便它不错从Speos读取输出。

咱们面前不错手动探索联想性能。

不错在参数建树中的率性行添加这些值四肢示例：

面前不错点击更新统共的联想点>，它将运行尽可能多的模拟四肢联想点，而不是最新的。不要健忘为想要存储Speos技俩的点保留数据。不然，要是必须掀开原始的范例技俩，并手动建树相应的输入参数来查看遵循。

2.6 最优化

关于复杂的用例，手动联想探索可能不符合达到一个或多个打算。在这种情况下但愿推行径直优化。为此，请将径直优化组件拖放到参数建树的底下。然后双击它以裁剪优化打算和参数鸿沟。

然后不错更新技俩以启动优化。请瞩目，它将启动大要240个模拟，它可能需要一些时候智力完成。

P6参数变化与迭代次数的关系

P7的参数变化与迭代次数的关系

P8的参数变化与迭代次数的关系

P9的参数变化与迭代次数的关系

鑫系列第一季

P10的参数变化与迭代次数的关系

P11的参数变化与迭代次数的关系

同期不错不断变量P6、P7 、P8 、P9 、P10 、P11参数之间的几何相关。

比如P6小于P7

P8小于P9

P10小于P11

进行联想需求的完善化分析

优化运行后，不错看望优化单位中的候选点部分（在优化经过中找到的最好联想点）。要是保留了它们的数据，不错径直看望它们，或者径直复返启动联想并建树相应的输入参数以查看遵循。

3. 小结

Ansys Speos除了自己的Optical Part Design不错用内置模块的法式创建光学组件以外，还不错通过集成的Spaceclaim的草图功能创建三维几何体，因此Ansys Speos的联想功能面向对象愈加全面。初步的模子创建完成后，不错通过Direct optimization模块，不错将参数化的结构进一步按照不断的变量领域内自动转机，勾搭Speos的光学仿真模板反复迭代运算最终达到最优解计。

[参考文献]

[1] 唐天，李慧娟.张乐，靳鹏，吕国强，冯奇斌.用于大距高比背光模组的透镜联想［Ｊ］.光电子技艺，2021.41（01）:39-44.（北大中枢收录）

[2] 祝振敏，徐鑫，姚佩琦。基于屡次漫反射数学模子的照明光源联想法式。央求时候：2020.1.13，央求号：202010031335.5

[3] 赵欢，李长庚，陈志涛，等．基于双目田曲面的ＬＥＤ均匀照明准直透镜联想［Ｊ］．光学学报，2017，37(4)：0422001．1222003-8

[4] 严强【SSR-026】淫猥秘書，高椿明.LED照明准直透镜结构优化联想[J].激光与光电子学认知，2013，7(50):1122-1127