Ansys Zemax | 手机镜头设计 - 第 3 部分：使用 STAR 模块和 ZOS-API 进行 STOP 分析

Ansys ZEMAX OpticStudio | 手机镜头模组设计：结构、热、光学性能（STOP）分析的自动化

引言

在智能手机镜头模组设计领域，时间压力、制造效率和成本优化是关键关注点。本文是系列文章的第三部分，专注于探讨通过Ansys ZEMAX OpticStudio Enterprise版本，利用其STAR技术实现对手机镜头结构、热、光学性能（STOP）的自动化全性能仿真。本文探讨了如何通过ZOSAPI（Zemax Open Scripting Interface）实现FEA（有限元分析）数据导入和优化拟合过程的自动化，以及如何通过STAR用户扩展和用户分析功能，对不同热条件下的手机镜头结构变形和光学性能进行深入分析。

可能的影响因素与分析需求

在手机相机镜头模组设计中，除了光学性能外，温度变化也会对系统产生重要影响。透镜材料的热膨胀系数不均匀会导致表面形状以及光学折射率变化，进而影响图像质量。为了确保手机镜头在不同工作温度下能够保持设计要求的光学性能，分析员需要对各种使用情况下的系统行为进行模拟。

Ansys Zemax OpticStudio 与 FE分析

为了全面模拟热和结构性能的影响，本文介绍了一个集成解决流程，利用Ansys Zemax OpticStudio的企业版，并结合了Ansys Mechanical作为FEA工具。这种集成模拟能够在设计过程中预测多物理场条件下的行为，显著减少了实物原型测试的依赖，同时也降低了时间和成本。




STAR用户扩展程序：自动化与智能化

通过ZOSAPI，设计者能够开发用户扩展程序，自动化繁重的数据管理任务，如识别、应、拟合ZEMAX分析中的FEA数据集。这些程序可以识别特定数据集与光学表面的关联，自动应用时间序列数据，极大地提高了分析过程的效率和精确性。

STOP分析演示

具体应用中，客户扩展程序成功地引入了来自Ansys Mechanical的热和结构稳定性数据集到Ansys Zemax OpticStudio。这一过程支持对不同热条件下的每个镜头表面进行精细分析，评估其对光学性能的影响。

自动化的方法

1. 数据集管理：通过保存至统一坐标系的FEA数据集，用户扩展程序自动导入并分配给每个光学表面，确保精确对应关系。

2. 拟合过程自动化：自动应用特定拟合设置到所有表面对应的数据集，确保一致性。

3. 多时间点分析：管理不同阶段或操作模式下的模拟，自动加载不同时间点的数据集，支持复杂系统性能评估。

结果评估与设计优化


性能报告：生成系统在预定温度下的概览图像和性能对比，分析各项关键性能指标变化。

元分析功能：使用用户分析技术创建1D和2D性能趋势图，方便评估系统在不同配置变化下的性能调整范围和可能性。

武汉格发信息技术有限公司，格发许可优化管理系统可以帮你评估贵公司软件许可的真实需求，再低成本合规性管理软件许可,帮助贵司提高软件投资回报率，为软件采购、使用提供科学决策依据。支持的软件有: CAD,CAE,PDM,PLM,Catia,Ugnx, AutoCAD, Pro/E, Solidworks ,Hyperworks, Protel,CAXA,OpenWorks LandMark,MATLAB,Enovia,Winchill,TeamCenter,MathCAD,Ansys, Abaqus,ls-dyna, Fluent, MSC,Bentley,License,UG,ug,catia,Dassault Systèmes,AutoDesk,Altair,autocad,PTC,SolidWorks,Ansys,Siemens PLM Software,Paradigm,Mathworks,Borland,AVEVA,ESRI,hP,Solibri,Progman,Leica,Cadence,IBM,SIMULIA,Citrix,Sybase,Schlumberger,MSC Products...