Ansys MLA和DLP的光学联合解决方案

随着车载自动化技术的发展，车载投影系统目前正在迅速的发展与广泛的应用，作为未来智能汽车应用必不可少的部分，电子化、软件化的高像素智能大灯也将作为未来的发展方向之一。车灯将不再是一个简单的照明和信号装置，而作为重要的交互窗口存在。这些投影技术可以在指定区域投射任何形式图案，用于提供路面照明、车外光毯、Logo 投影、车外信息交互等多种投影结果，为消费者提供全新的汽车照明认知，辅助安全驾驶。MLA与DLP为该领域的两种主要解决方案。

Ansys光学集合内的Zemax与Speos作为行业领先的光学设计与仿真软件，可以完美适配智能车灯从设计到仿真的整体解决方案，由Zemax进行智能车灯的光学系统设计，再在Speos中进行照明仿真与模拟，在保持高精度设计的同时，通过高保真仿真减少迭代开发时间，降低项目成本。我们将通过不同的设计路径，完整介绍如何实现MLA与DLP智能车载投影系统的仿真流程。

以MLA方案为例，我们可以讲微透镜阵列视为一个光学投影系统，只不过该投影系统透过不同子通道结合而成，每个子通道都能单独对于图案投影成像，最终叠加在一起形成最终的投影结果。因此我们可以将每个子通道分解成为三层进行考虑，作为投影系统的聚光透镜、图案与投影透镜，并且在Zemax光学设计流程中对子通道单独建模和优化，最终在Speos中进行阵列与投影结果视觉仿真。

在Speos的建模能力下，我们可以对于MLA投影系统与其对应的工作场景进行整体建模，设置具体的光源模型后将光线传播经过整体系统，仿真图案在投影表面上的强度以及人眼视觉仿真结果。

对于DLP方案，本质上也可以将其光学系统拆解成为照明系统加投影镜头的形式，通过Zemax分别进行设计。其中投影系统部分我们可以遵循常规的序列模式镜头设计流程，通过照明系统设计中常见的反向设计形式得到平行光入射的聚焦系统，将其翻转即可作为投影镜头。然后再通过非序列模式建模反射式照明系统，配合投影镜头共同使用。

DLP系统最大的特点是引入了特殊的光学元件– 数字微镜器件 DMD，该元件可以看作一个微反射镜，通过调整每个反射镜单元的旋转角度完成具体区域的光路控制，从而实现具体光型或图案的输出。在 Ansys Speos 中，我们可以利用强大的 3D Texture 功能实现DMD的建模，最大程度提升 DLP 系统的仿真效率。

最终，同样结合Speos 的场景建模与人眼视觉仿真功能，输出最贴近真实应用场景下的 DLP 车灯投影结果。

原文始发于微信公众号（Ansys 光电大本营）：Ansys MLA和DLP的光学联合解决方案