Speos — 光学产品设计仿真工具

        Speos是ANSYS公司的光学系统仿真工具，内嵌于UG、Spaceclaim等CAD平台，实现从结构设计到光学仿真的无缝衔接，用于光学设计、环境与视觉模拟、成像仿真等，在汽车、电子电器、精密仪器、照明设备、摄像等领域有着广泛的应用。Speos通过CIE的标准认证，并内嵌ISO和CIE国际标准，以OMS设备的光学属性测量结果作为软件的输入，并依据人眼视觉特征和物体真实物理属性进行现实场景仿真，可以获得照片级仿真分析结果，帮助客户提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，预测产品性能，降低样机数量和试验次数，从而节省成本、缩短周期，提升产品的市场竞争力。

产品介绍

       Speos的典型应用包括汽车内部视觉环境人机工效设计与照明模拟分析、汽车外部照明(头灯、尾灯)模拟分析、车载成像系统虚拟验证，在汽车以外还可以很好地应用在手机摄像头等成像镜头上。

•  汽车内部视觉环境人机工效设计与照明模拟分析

        因为运行的时间、地域、天气状况都比较复杂，汽车内部广泛存在各种光学干扰，比如阳光照射在显示屏或者饰条、饰件上产生的反射炫光、日间或者夜间的成像反射，阳光照射在仪表盘产生的大面积的泛白等。通过 Speos软件可以在设计之初对可能存在的隐患进行基于人眼视觉的光学模拟，在产品研发早期找出可能存在的隐患并进行有效更正。

        Speos还可以进行汽车内部照明系统及仪表系统灯的光学模拟，根据内饰照明系统的分析要求，指出需要有明确量化的照度模拟分析、均匀性分析、能量模拟分析以及更为重要的夜间视觉效果模拟。

        在内饰方面，Speos的应用如下:

•  汽车外部照明(头灯 / 尾灯)模拟分析

        Speos可以通过流明、出光角度和光谱等对LED等光源的光形进行定义，并通过车灯的CAD结构设计、照明布局位置，光学材质等对光的传播路径进行定义，通过仿真给出空间内光强分布等，并可通过人眼视觉模型给出亮度分布等。

头灯视觉模拟分析

尾灯视觉模拟分析

头灯夜间路面能量模拟分析

•  车载成像系统虚拟验证

        Speos可以通过数字化建模为摄像头、激光雷达传感器、HUD等提供测试环境，快速直观地将驾驶环境中摄像头、激光雷达和HUD的成像结果模拟出来。结合CAD平台，可以根据摄像头和激光雷达的三维造型、物理属性、约束条件，仿真传感器系统采集的数据，用于验证摄像头和激光雷达结构对成像的影响，探测器晶片对成像质量的影响，如CCD的光谱敏感性、动态范围、白平衡、像素大小与分布等对摄像头成像产生的影响，可以在早期设计阶段方便地评估不同设计方案在感知性能方面的区别。

光学传感器监测系统模拟仿真分析

激光雷达传感器模拟仿真分析

        Speos可以考虑镀膜属性，通过详细的光线追迹，对成像系统的杂散光进行分析，并能够根据不同波长光线的传播特点，对红外成像系统进行虚拟验证。

杂散光分析

红外成像光路分析

        针对HUD开发，Speos可以仿真DLP经过光路投射到前挡风玻璃的成像效果，根据HUD和挡风玻璃光学属性、构型、相对位置，考虑人员视觉，分析重影等问题，验证并优化光路中膜片对重影的改善效果。

Speos在HUD开发中的应用

•  手机光学产品虚拟验证

        Speos可以应用在手机摄像头、外观以及屏幕显示等方面。对于手机镜头，Speos可以对其进行光学系统成像模拟和杂散光分析，在产品外观方面可实现产品外观可视化，得到材质和色彩的渲染，Speos可以帮助屏幕新型显示技术的开发、背光模组仿真和优化，以及偏振片 / 抗反膜的效果仿真，为手机及其相关部件的开发带来便利。

Speos在手机方面的应用