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| 23I-T35 2023 FBU-(李锐) 车载镜头的光机热耦合分析.pdf |
车载镜头的光机热耦合分析 |
2023-07-06 11:13:36 2023-10-26 17:02:39 |
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车载镜头的光机热耦合分析
2023.07.06前言
随着汽车领域自动驾驶与辅助驾驶的快速发展，车载镜头得到了广泛的应用，包括前视、后视、侧视、环视、内置摄像头，起到盲区监测、车辆识别、车道偏离预警等作用，涉及到行车安全，因此镜头成像质量的稳定性至关重要。而现实中，由于汽车行驶环境的复杂性，例如温差可能会达到从正几十度到负几十度的变化范围，这会导致镜头结构与透镜组的形变以及玻璃材料折射率的改变，从而引起光线的偏转，造成成像扭曲、模糊，对道路物体识别不准，对行车安全造成隐患。因此需要在设计阶段进行高精度地预测这种环境变化对成像造成的影响量，从而优化设计，使得生产出的车载镜头产品能够应对各种复杂的环境，一直保持高性能。我们通过Ansys的两款软件Zemax（Enterprise版，包含Star模块）、Mechanical的联合仿真可以实现这一目标。
1. Ansys光学仿真设计流程
如下图所示，通过Ansys Zemax与Mechanical的分析与数据连接，再加上Star模块作为桥梁，载入FEA数据并进行高精度拟合，从而实现光机热耦合仿真。当然对于更加复杂的情况，例如热源与镜头之间如果有空气隔层（像CMOS发热情况），还可能用到Ansys的流体分析软件CFD等。
Ansys光学仿真设计流程
2. 从Zemax到Mechanical的数据传输与分析
将Zemax优化好的镜头模型参数加上镜筒结构给到Mechanical，在Mechanical中做温度、应力、形变的分析。
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