Оптимизация сложных систем освещения с помощью функции TrueFreeform в ПО OpticStudio от Zemax

В последние годы растет потребность в осветительном оборудовании, которое создает сложное специфическое освещение и распределение интенсивности света, например, лампы для нанесения дорожных покрытий, дизайнерское освещение и прямая подсветка. При разработке такого осветительного оборудования часто приходится использовать метод cut-off, который представляет собой метод проецирования частично затемненного изображения.

Какие проблемы возникают при проектировании освещения?

Метод cut-off имеет неэффективную пропускную способность, так как мы целенаправленно отсекаем источник света. Чтобы устранить потери света исследуются более сложные оптические компоненты, наиболее подходящими из которых являются – компоненты произвольной формы. Развитие производственных возможностей позволяет изготовить более сложные детали произвольной формы, однако выдвинутые требования к их асимметрии значительно усложняют задачу.

Каковы преимущества данного метода?

Это требует новых подходов в проектировании. Разработчики ПО OpticStudio Zemax предлагают конструктивное решение, которое соответствует высоким требованиям, предъявляемым к характеристикам освещения, но в более простой оптической конфигурации. В оптимизации, проводимой с помощью TrueFreeform, используются сложные поверхности произвольной формы и моделируется ход лучей, в отличие от оптимизации, проводимой за счет попадания на детектор большого количества лучей при непоследовательной трассировки. Поверхности произвольной формы выходят за рамки осесимметричной поверхности, их применение является эффективным, потому что позволяет уменьшить количество оптических элементов в системе.

Обычная оптическая поверхность задается, например, параметрическим уравнением для линзы, однако могут возникнуть проблемы с оптимизацией, если потребуется решить полиномы более высокого порядка. Оптическая линза, разработанная традиционными методами, требует сложные составляющие и, в конце концов, имеет низкую световую эффективность из-за затемнения источника света. Предлагаемый метод освещения включает в себя более легкий вычислительный подход благодаря отображению хода лучей. Он использует значение стрелки прогиба по сетке точек на поверхности OpticStudio TrueFreeForm.