本文来自ANSYS资料库

翻译：上海安世亚太

前言

ANSYSSPEOSPRO是一款设计光学系统，利用光度学和色度学虚拟传感器模拟离散光源和环境光源下的可见光。AnsysSPEOSPro软件包具有模拟照明系统光度性能（强度、照度和亮度）的所有核心功能。

用户至上的设计

AnsysSPEOS在全面的用户界面中提供了直观的三维建模功能。所有光学设计人员，包括CAD用户和非CAD用户均可访问。基于直接建模的简化用户界面，创建、体验、优化和验证任何光学系统的操作变得简单快捷，只需点击几下，在一个非常快速的迭代过程中就可完成。

与多物理模拟的衔接

AnsysSPEOSPRO与其他Ansys多物理场耦合解决方案集成。在光学模拟的基础上，您可以进行有关热和机械的模拟。

为了在使用环境中证明系统的合理性，需要检查热和变形对光学性能的影响。AnsysSPEOS包含网格几何学支持，可从多物理工作流中导入网格数据。

光源

SPEOSPro可模拟多种光源的光：

离散光源：LED、卤素灯光、HID光学、面光源——来自一个模型或rayfile文件

环境源：均匀和高动态范围图像（HDRIs）

材料

SPEOSPro能够模拟光与先进材料的相互作用，如多次反射、哑光和半哑光颜色RAL、虹彩漆、全息胶片、汽车皮革、铝镜、铝散射反射器、铝各向异性散射反射器、人体皮肤以及应用于光导的透明或扩散塑胶。

照度、亮度和强度

使用SPEOSPro，用户可以将光学特性应用到所有表面、材料和光源中创建光学模型。他们可以在制作物理原型之前，模拟和虚拟分析照明系统的光度性能。SPEOSPro可量化光的照度（勒克斯，英尺烛光）、亮度（cd/m，英尺朗伯）和强度（坎德拉）。

通过量化亮度，用户可以用一种基于物理的独特方法来渲染高分辨率、逼真的虚拟原型。SPEOSPro提供可靠和准确的虚拟产品渲染，包括所有系统的照明外观，以及所有点或区域的亮度信息。

规范检查

模拟结果--测光图、横截面、点测量—必须符合国际标准和规范。

MonteCarlo直接模拟法

该模拟使用专用算法将射线从光源向前传播到传感器。该算法用于照明外观或光强分布的光度分析。

模拟的停止标准是基于发射的射线数或模拟时间确定的。

SPEOSPro涉及光谱透射（透明材料）、光谱反射（反射镜）和光谱扩散（塑料）来计算系统在给定照明环境下的真实外观。

波长范围

可见光(nm-nm)

单元曲面

设计光学表面（抛物线，椭圆），校准光线。

投影透镜：从多项式或自定义非球面镜片（用于紧凑型LED投影机模组、菲涅耳透镜等）。

TIR镜头：全内反射镜头。

实验设计(DOE)

SPEOSPro为产品的任何设计提供并自动生成数字模型的数字认证。它能从定制规范中或者Ansys光学库官方规定中评估照明分布的能力。任何设计变更的影响都可以在“通过/不通过”标准时，在测光仪中的构造树和模拟报告中直接显示。

用户在SPEOSPro中可执行DOE来评估几个参数值的影响。使用传感器的设计表或定义模拟，可以针对不同的视角和光源配置进行公差研究。此外，它还促进了结果后处理任务的自动化。这些分析为优化设计提供依据。

SPEOSPro还为所有测量提供了可信度，作为设计符合规范的指标。

该特性允许用户平衡光线的数量（以及所需的相关时间）和结果的可信度。从一开始就验证结果的精确性，用户就可以在不损害质量和规格目标的情况下优化他们的设计。

通过自动参数分析进行设计优化

将AnsysDesignXplorer集成在AnsysSPEOS中，可利用光学和机械参数优化光学设计的性能，以较少的迭代实现光学目标。

AnsysDesignXplorer利用参数化分析来有效地探索、理解和优化您的设计。DesignXplorer包括相关性、实验设计、响应面创建和分析、六西格玛优化和分析。

为优化数量显著增加的变量，AnsysSPEO还可以连接到AnsysOptisLang。

色度学：色度分析

SPEOSPro能够对任何光度和图像结果进行真彩色比色分析。用户将光标放在结果（照度、强度或亮度）上后，软件就会返回CIE或CIE标准三色图中相应的颜色坐标，SPEOSPro能够对任何光度和图像结果进行真彩色比色分析。用户将光标放在结果（照度、强度或亮度）上后，软件就会返回CIE或CIE标准三色图中相应的颜色坐标。

LightExpert

SPEOSPro在3D视图中显示的光线可以识别特定目标区域中的特定光路，有利于理解和解决漏光和亮点。

该功能能让用户全面理解照明系统的路径，包括光如何和在哪里传播，以及3D系统的每个部分如何影响光的传播。

使用SPEOSPro，用户可以在模拟结果（光度图）中选择一个区域，看到从光源到该区域的完整光路。只需点击几下，用户就能真正理解系统中的光线行为。然后，用户可识别与传播有关的表面，并修改它们为满足要求的规格。

SPEOSPro在3D视图中显示了一种交互式光线跟踪，光线击中探测器上的特定区域（XMP地图中的一个表面）。射线可以作为CAD几何图形输出，可对设计进行修改。

知识产权

SPEOSlightbox可在商业伙伴之间共享光学系统的同时保护知识产权。SPEOS光箱将光学系统的所有几何形状及其所有性质和依赖关系封装在一个黑匣子中。此黑盒保存为单个AES-加密文件，仅由SPEOS软件解密。

仿真能力

SPEOSPro包含一个用于AnsysSPEOS仿真的求解器和四个内置的高性能计算(HPC)任务。SPEOSHPC与AnsysRemoteSolveManager(RSM)兼容，后者充当简化的后台处理程序。

应用

汽车：

前照灯、尾灯、信号灯、车内照明、后视镜、挡风玻璃、车内感知质量、涂漆效果、仪表板、显示器

电子设备:

光导、背光源、投影系统、LED灯、冷阴极荧光灯（CCFLs）和其他光源、开关等

照明工具：

反射器，照明器，灯，灯泡，光纤，灯具透镜等

消费商品

智能手机、键盘、发光玩具、珠宝、宝石（反射分析）、家电显示器、电面板和开关等

CAD链接

由于SPEOS和CAD解决方案之间的独特联系，现在可以用新的几何图形即时更新模拟项目。在确定连接的初始配置之后，设计期间生成的新数据将在SPEOS中更新，并维护至材料和模拟数据的原始链接中。这种连接提高了生产力，提供了更快的分析和对新几何形状的即时反馈。光学组件在PLM过程的所有阶段都会保持更新。

AnsysSPEOS软件包