一、軟件介紹
TracePro這照明燈具設計仿真軟件來自美國LAMBDA RESEARCH CORPORATION.是一套功能強大、準確可靠、界面友善、易學易用的光機設計仿真軟件,專門作為照明設計或是光學機構設計之用。TracePro可以進行光學成像分析、輻照度分析及人眼視覺成像分析等,幾乎涵蓋所有光線追跡上的問題。
TracePro擁有完整成熟的操作界面,其直覺友善的設計架構,可以非??焖俚刈屖褂谜呤煜ぼ浖牟僮鳝h(huán)境。TracePro使用ASIC實體繪圖引擎作為其CAD的運算核心,能輕易地新建或匯入光學模擬所需的固體模型。目前主流的CAD軟件均有支持ACIS規(guī)格(SAT格式),故其幾何轉檔上的兼容性*。TracePro亦可支持IGES、STEP的幾何文件格式,亦可匯入鏡頭設計文件(如OSLO、CodeV、ZEMAX、ACCOSV及Sigma)做后續(xù)光線追跡之用。
TracePro研發(fā)的RepTile功能,可方便地建構重復性的光學零件,特別像是LCD的背光模塊導光板上的網點結構設計,可以大幅降低建模時間,加速產品的研發(fā)、生產時程。
TracePro的光線追跡的運算核心屬于非序列性描光,除了可以自建光源與幾何物體的材料屬性外,亦可使用內建的光源及材料數據庫來執(zhí)行光學材料的設定。
二、TracePro應用范疇:
TracePro可以同時或個別考慮反射、折射、吸收、雙向散射(BSDF)、體散射(bulk scatter)、漸變折射(gradient index)、光學薄膜(thin film stack)、熒光粉(Fluorescence)及偏振膜(polarization)等光學材料行為。搭配Monte Carlo的統(tǒng)計采樣計算方法,其光線追跡的結果十分可靠,能夠準確地預測光學行為。
在分析結果后處理的部分,TracePro 提供Irradiance/Illuminance Map、Candela Plot、Polarization Map與Incident RayTables等方式可以進行后處理的可視化輸出,并可以匯出該結果作為儲存或數據交換之用,有助于企業(yè)累積其產品知識。
TracePro是一套與工業(yè)設計軟件可以快速而輕易接軌的光學分析軟件,能顯著提升企業(yè)對產品研發(fā)創(chuàng)新的能力;而其準確可靠的分析能力,使其在與中國臺灣的*都非常的杰出,并被各項產業(yè)廣泛地使用,其實際相關的應用范疇包括:
(1)顯示器產業(yè):
1、可進行背光模塊內網點設計與排布,并結合優(yōu)化模塊對網點分布進行優(yōu)化。
2、可仿真背光模塊內偏振光的行為,可考慮膜層的入射角、波長與溫度等。
3、可進行增透膜的光場分析。
4、可同時分析不同光波長的環(huán)境,得到 CIE/色彩結果。
5、可分析雙折射效應,包括分光到一般向量或特定向量。
(2)LED光源照明產業(yè):
1、可進行二次光學的設計驗證與分析模擬。
2、可進行熒光粉激光效應的模擬。
3、可模擬 LED 多重光源的混光結果。
4、可仿真 LED 的照明系統(tǒng)。
(3)傳統(tǒng)光源照明產業(yè):
1、超過 200 個以上的工業(yè)標準燈泡庫、包含 Philips 與 Osram 等品牌。
2、可將實驗測量的光源,定義為檔案光源,或由 Radiant imaging 燈泡庫內輸入。
3、可分析傳統(tǒng)照明的場角分布或輻照度分布。
(4)汽車產業(yè):
1、可執(zhí)行多重反射面分析,可用于車燈反射罩的設計。
2、具有龐大的光源庫與燈泡庫,包含 HID、LED、熒光燈與白熾燈等可供使用,也可自行定義光源。
3、車內抬頭顯示器( HUDs )的分析應用,如模擬鬼影和炫光。
(5)成像系統(tǒng):
1、使用非序列性描光方式精確計算透鏡系統(tǒng)的雜散光行為,并可仿真對象表面的入射、吸收與能量損失。
2、可仿真多層鍍膜的光學性質。
3、可匯入主流光學透鏡分析軟件(如 OSLO、Code V ) 的透鏡設計文件。
4、使用重點取樣或自動重點取樣功能來過濾散射傳播路徑,來增加天文望遠鏡或系統(tǒng)中光線到達感光器的樣本數。
(6)生物醫(yī)學產業(yè):
1、可定義相位函數,仿真光線在人體組織中的影響。
2、可使用人體組織數據庫,可方便地建立人體組織之模型。
3、可分析體散射效應,并可使用體通量觀測器來監(jiān)看能量于組織內的傳遞過程。
(7)航空國防產業(yè):
1、可監(jiān)看分析中每一條光線的傳播路徑,及光學表面上的偏振狀態(tài)、光通量、入射位置、分量及光路。
2、可建立非等向性的表面材料參數,例如入射方向、散射方向、波長及溫度等參數。
3、可模擬黑體或灰體的輻射光源。
(8)消費性電子產業(yè):
1、TracePro接受SAT、STEP 與IGES幾何文件格式,可由主流 CAD 軟件匯入設計模型。
2、設計初期便可藉由TracePro精確評估光學效果,避免或減少制作產品原型的成本支出。
3、完整的光頻分析功能,并可以用人眼主觀感受的方式描繪出光學分析結果。
4、完整的光源定義方式,包含格點光源、表面光源、黑體輻射及檔案光源。
三、TracePro版本介紹
(1)LC版本:
1、可用于基礎照明與導光的分析。
2、無優(yōu)化功能及macro等功能。
(2)Standard版本:
1、可自由定義模型對象與光源對象的外型,
2、可以考慮反射 、透射、漸變折射、雙向散射、體散射、 光學薄膜及偏振材料等光學特性。
3、可完整定義光源特性 ,包含格點光源、表面光源、 黑體輻射及檔案光源。
4、可使用重點采樣(importance sampling)技術對隨機光線標定出有效的光線。
5、使用Irradiance/Illuminance Map、Candela Plot、Polarization Map、Incident Ray Tables方式進行后續(xù)處理的可視化輸出。
6、具有客制化能力,可利用scheme或VB語言來執(zhí)行宏指令(Macro)。
(3)Expert版本:
1、擁有所有 Standard 的功能。
2、RepTile與texture Optimize 功能,應用于具有龐大數量的重復性微結構建模,非常適合應用于 LCD 背光板的模擬分析。
3、可求算熒光粉的激發(fā)模擬
4、可考慮雙折射參數與非對稱的散射材料參數。
四、TracePro Bridge for SolidWorks:
將TracePro嵌入SolidWorks的使用環(huán)境,建模及光學材質的操作與定義全在SolidWorks中完成??筛行实膱?zhí)行光學—機構設計流程。
通過軟件設計和仿真功能,可以:
(1)得到燈具的出光角度:
只需有燈具的 3D模塊便可通過軟件仿真功能預判燈具出光角度,以此判斷燈具是否達到設計目標。
(2)得到燈具出光光斑圖和照度圖:
可以模擬燈具打在不同距離得到的光斑、照度圖分布情況,以此判斷燈具出光性能。
(3)燈具修改建議功能:
如果通過軟件判斷初步設計燈具性能不符合要求,TracePro 光線可視圖可以看到形成配光圖每段曲線是由罩那段曲線形成,以提供修改建議。
(4)準配光圖和 IES 文件:
可導出標準配光圖和IES 文件,用于照明工程設計。