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干貨 | 手把手教你在 Speos 中畫光導(dǎo)

發(fā)布日期:
2023-03-17

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1?概述

目前,光導(dǎo)照明燈已廣泛應(yīng)用于汽車照明領(lǐng)域,光導(dǎo)的主要難點(diǎn)是導(dǎo)光條上的微結(jié)構(gòu),通常是微棱鏡,如何設(shè)計(jì)導(dǎo)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(dǎo)利用光在導(dǎo)光結(jié)構(gòu)中傳輸,設(shè)計(jì)棱鏡在特定方向提取光的比例,使得光導(dǎo)線條照明外觀顯示均勻,沒有棱鏡則不能提取光從光導(dǎo)面出射,光在光導(dǎo)內(nèi)繼續(xù)傳播。當(dāng)光線以大于臨界角的角度射入物體表面時(shí),就會在光導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生全反射。

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圖1 Speos在內(nèi)飾仿真應(yīng)用



光導(dǎo)設(shè)計(jì)是添加一個(gè)光導(dǎo)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(dǎo)內(nèi)傳輸過程中,部分光線被提取了出來,實(shí)現(xiàn)光導(dǎo)表面出光,當(dāng)然棱鏡的光學(xué)形狀一部分取決于光導(dǎo)的造型,另一部分取決于光導(dǎo)的照明法規(guī)。


現(xiàn)在利用Speos的Light Guide光導(dǎo)設(shè)計(jì)功能,我們將創(chuàng)建一個(gè)光導(dǎo)。



1 Light guide光導(dǎo)創(chuàng)建


1、打開Ansys Speos;

2. 在設(shè)計(jì)選項(xiàng)卡中,點(diǎn)擊光導(dǎo)?干貨 | 手把手教你在 Speos 中畫光導(dǎo)

3. 在Guide Curve選項(xiàng),選擇一根曲線作為導(dǎo)光體的導(dǎo)向;

4. 定義光導(dǎo)的外觀形狀,General-body選項(xiàng)中,選擇type設(shè)置光導(dǎo)導(dǎo)光結(jié)構(gòu),在Profile diameter設(shè)置直徑信息,例如:圓形 ,直徑設(shè)置6mm ;


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5.在General-Prisms Orientation選項(xiàng)中,選擇棱鏡方向和光軸方向。光軸方向?yàn)楣鈧鲗?dǎo)的方向,出光方向是光線被棱鏡從導(dǎo)光體中提取出來的主要方向。在reverse direction可以改變光的方向,當(dāng)然也可以通過點(diǎn)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(xiàng)中,設(shè)置參數(shù)type光導(dǎo)棱鏡與光導(dǎo)面之間的關(guān)系,或是棱鏡與引導(dǎo)曲線上的距離為基礎(chǔ)Curvilinear,或是投影來定義基于投影平面上的導(dǎo)向曲線的曲線距離Projection,當(dāng)然投影方式需要選擇投影平面參考,定義棱鏡起點(diǎn)位置和end棱鏡結(jié)束位置;


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7.設(shè)置Prism Geometries的參數(shù),設(shè)置光導(dǎo)棱鏡的大小,齒高、寬度、角度等參數(shù),具體的參數(shù)設(shè)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(dǎo)棱鏡設(shè)置,當(dāng)然也可以通過輸入外部光導(dǎo)棱鏡參數(shù)文件或者是通過調(diào)節(jié)比率的方式實(shí)現(xiàn)不同的光導(dǎo)棱鏡細(xì)節(jié)設(shè)計(jì);


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8.從設(shè)計(jì)面板單擊計(jì)算干貨 | 手把手教你在 Speos 中畫光導(dǎo)來構(gòu)建光導(dǎo)幾何圖形,創(chuàng)建并顯示在3D視圖中。


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2?光導(dǎo)參數(shù)解釋


1、光導(dǎo)體類型body type,光導(dǎo)體類型是光導(dǎo)體構(gòu)造的基礎(chǔ)。


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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(dǎo)光體的方向。

如果你想讓所有的棱鏡沿著導(dǎo)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(dǎo)。


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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(dǎo)曲線有不同的方向。這種類型適用于非線性光波導(dǎo)。


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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(shè)計(jì)表

可以通過設(shè)計(jì)表管理與棱鏡相關(guān)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(shè)計(jì)表是一個(gè)ANSYS SPEOS從一個(gè)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(shè)計(jì)光導(dǎo)參數(shù),后導(dǎo)出設(shè)計(jì)表,重新編輯使用,修改每個(gè)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(dǎo)設(shè)計(jì)輸入。


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3?光導(dǎo)視覺仿真


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


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4?總結(jié)


Speos的光機(jī)平臺,可以快速的通過參數(shù)設(shè)計(jì)光導(dǎo),并能夠結(jié)合人眼視覺功能,點(diǎn)亮分析光導(dǎo)的照明效果,提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)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(shè)計(jì)和optiSLang優(yōu)化聯(lián)合,進(jìn)一步提升light guide設(shè)計(jì),優(yōu)化光導(dǎo)設(shè)計(jì)過程。


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