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干貨 | 手把手教你在 Speos 中畫光導

發(fā)布日期:
2023-03-17

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1?概述

目前,光導照明燈已廣泛應用于汽車照明領域,光導的主要難點是導光條上的微結(jié)構,通常是微棱鏡,如何設計導光條以符合規(guī)定,更重要的是要有良好的視覺亮度均勻性。光導利用光在導光結(jié)構中傳輸,設計棱鏡在特定方向提取光的比例,使得光導線條照明外觀顯示均勻,沒有棱鏡則不能提取光從光導面出射,光在光導內(nèi)繼續(xù)傳播。當光線以大于臨界角的角度射入物體表面時,就會在光導結(jié)構內(nèi)發(fā)生全反射。

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圖1 Speos在內(nèi)飾仿真應用



光導設計是添加一個光導齒棱鏡來提取光線,棱鏡的作用是使入射角小于臨界角,因此光在光導內(nèi)傳輸過程中,部分光線被提取了出來,實現(xiàn)光導表面出光,當然棱鏡的光學形狀一部分取決于光導的造型,另一部分取決于光導的照明法規(guī)。


現(xiàn)在利用Speos的Light Guide光導設計功能,我們將創(chuàng)建一個光導。



1 Light guide光導創(chuàng)建


1、打開Ansys Speos;

2. 在設計選項卡中,點擊光導?干貨 | 手把手教你在 Speos 中畫光導

3. 在Guide Curve選項,選擇一根曲線作為導光體的導向;

4. 定義光導的外觀形狀,General-body選項中,選擇type設置光導導光結(jié)構,在Profile diameter設置直徑信息,例如:圓形 ,直徑設置6mm ;


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5.在General-Prisms Orientation選項中,選擇棱鏡方向和光軸方向。光軸方向為光傳導的方向,出光方向是光線被棱鏡從導光體中提取出來的主要方向。在reverse direction可以改變光的方向,當然也可以通過點擊3D視圖中的箭頭來反轉(zhuǎn)光方向;


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6.在General-Distance選項中,設置參數(shù)type光導棱鏡與光導面之間的關系,或是棱鏡與引導曲線上的距離為基礎Curvilinear,或是投影來定義基于投影平面上的導向曲線的曲線距離Projection,當然投影方式需要選擇投影平面參考,定義棱鏡起點位置和end棱鏡結(jié)束位置;


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7.設置Prism Geometries的參數(shù),設置光導棱鏡的大小,齒高、寬度、角度等參數(shù),具體的參數(shù)設置,可以通過Prism內(nèi)的參數(shù)配合,完成不同出光類型的光導棱鏡設置,當然也可以通過輸入外部光導棱鏡參數(shù)文件或者是通過調(diào)節(jié)比率的方式實現(xiàn)不同的光導棱鏡細節(jié)設計;


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8.從設計面板單擊計算干貨 | 手把手教你在 Speos 中畫光導來構建光導幾何圖形,創(chuàng)建并顯示在3D視圖中。


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2?光導參數(shù)解釋


1、光導體類型body type,光導體類型是光導體構造的基礎。


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2.Prism Orientation棱鏡方向

從Prism Orientation – type的下拉列表中,選擇棱鏡相對于導光體的方向。

如果你想讓所有的棱鏡沿著導向曲線都有相同的方向,選擇Direction。通過棱鏡提取的光具有相同的方向,這種類型特別適合于線性光導。


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如果你想讓棱鏡有不同的方向,選擇Normal to surface。通過棱鏡提取的光沿著導曲線有不同的方向。這種類型適用于非線性光波導。


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3.Prism Geometries棱鏡的參數(shù),可以通過以下參數(shù)調(diào)整棱鏡的幾何形狀。


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4.Design Table設計表

可以通過設計表管理與棱鏡相關的以下參數(shù):步長、偏移量、寬度、起始角度和結(jié)束角度等。設計表是一個ANSYS SPEOS從一個外部文件鏈接light guide的參數(shù)值,可以是Excel文件(xls, xlsx, xlsm)或文本文件(txt)。也可以使用light guide初步設計光導參數(shù),后導出設計表,重新編輯使用,修改每個棱鏡和所需參數(shù),并重新生成文件,加載入Speos作為新的光導設計輸入。


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3?光導視覺仿真


Speos的人眼視覺功能,可以模擬仿真光導的亮度結(jié)果,并且光導在內(nèi)飾場景或是車燈的點亮效果,亦可在Speos中實現(xiàn)。


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4?總結(jié)


Speos的光機平臺,可以快速的通過參數(shù)設計光導,并能夠結(jié)合人眼視覺功能,點亮分析光導的照明效果,提高設計的準確性。在后續(xù)的文章中,我們將會逐步引入新的workflow介紹,來解釋Speos light guide設計和optiSLang優(yōu)化聯(lián)合,進一步提升light guide設計,優(yōu)化光導設計過程。


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