本文展示了供應(yīng)商和OEM如何交換加密光學模型（也稱為黑匣子模型），從Ansys Zemax OpticStudio中的光學元件設(shè)計到Ansys Speos中的系統(tǒng)分析。
在供應(yīng)商和OEM之間，有兩種類型的黑盒模型可以從Ansys Zemax OpticStudio轉(zhuǎn)移到Ansys Speos：第一種是用于相機傳感器仿真的光學降階模型，這種方法不轉(zhuǎn)移光學系統(tǒng)本身，而是使用降階模型，這個模型考慮了光通過光學系統(tǒng)的主要路徑。第二種方法是使用optical design exchange（ODX）適用于所有應(yīng)用（相機，HUD…）光學設(shè)計的交換，這種方法傳輸全光學系統(tǒng)及其光學特性，這個模型考慮了通過系統(tǒng)的所有光路。
1.光學降階模型
光學降階模ROM有助于快速而準確的相機模擬。通過再現(xiàn)關(guān)鍵的真實相機鏡頭屬性，在不損害鏡頭制造商知識產(chǎn)權(quán)的前提下，根據(jù)傳感器前捕獲的輻照度生成光度結(jié)果。在Ansys Zemax OpticStudio中可以使用“Export Reduced Order Model to Speos”功能，并生成加密的*.OPTDistortion文件。這種包含鏡頭系統(tǒng)的ROM，用于Ansys Speos中的相機定義。
在本文中，重點介紹如何從Ansys Zemax OpticStudio導(dǎo)出和導(dǎo)入加密的光學全模型或光機械全模型到Ansys Speos。
● 將光學設(shè)計從Zemax OpticStudio導(dǎo)出為*. odx文件。
● 在Speos端通過ODX功能導(dǎo)入 *. Odx文件。
● 在Speos端使用light box export功能導(dǎo)出一個SPEOSLightBox文件，該文件包含了光學系統(tǒng)*.odx文件和機械組件（如果在導(dǎo)出light box過程中添加）。
為了使用Speos生成的lightbox黑盒模型，OEM需要：
● 使用LightBox Import功能，將*.SPEOSLightBox文件導(dǎo)入Ansys Speos。
● 系統(tǒng)級性能分析，此時注意，如果供應(yīng)商在導(dǎo)出lightbox時激活了blackbox選項，則OEM無法訪問lightbox中包含的幾何形狀（3D視圖中僅顯示一個邊界框），并且無法在系統(tǒng)內(nèi)顯示光線路徑，以避免逆向工程。
這種方式使得供應(yīng)商的知識產(chǎn)權(quán)得到了保護，而OEM仍然可以使用該系統(tǒng)產(chǎn)生準確的系統(tǒng)仿真分析結(jié)果。
Ansys Speos 2024R2及以上版本
Ansys Zemax OpticStudio 2024R2及以上版本
1.從Zemax OpticStudio導(dǎo)出光學設(shè)計到Speos（供應(yīng)商）
這部分的目的是生成*.Odx文件，其中包含系統(tǒng)的幾何形狀及其位置和方向，成像儀的位置和方向，光學系統(tǒng)中使用的材料和涂層。該文件將被導(dǎo)入到Ansys Speos中。
● 打開Zemax OpticStudio設(shè)計的光學系統(tǒng)
● 文件File>Export Optical Design to Speos
● 保存具有自定義路徑和名稱的*.Odx文件。將出現(xiàn)一個彈出窗口，顯示導(dǎo)出成功
2.在Speos中導(dǎo)入Optical Design Exchange并生成Light box Export黑盒（供應(yīng)商）
這部分的目的是生成*.SPEOSLightBox文件，其中包含來自Zemax OpticStudio的光學元件和來自Speos的機械部件。激活lightbox模式后，光學設(shè)計被加密。
● ODX 數(shù)據(jù)，在Speos light simulation>components>optical Design Exchange。
● 保持默認軸系，選擇瀏覽*.odx文件，Zemax OpticStudio生成的光組件文件。
● 右鍵單擊Speos樹中的“Optical Design Exchange.1”，打開選項并按如下方式修改網(wǎng)格參數(shù)。
● 幾何圖形是在Speos和Structure樹中創(chuàng)建，在Speos樹創(chuàng)建傳感器及其相關(guān)坐標系。
● 通過雙擊Speos樹中的特定鏡頭，可以看到與該鏡頭相關(guān)的參數(shù)和光學屬性。
● 點擊Simulation>Components>Light Box>“Export Speos Light Box” ，保持默認的軸系（當然也可以選擇其他軸系），激活幾何選擇工具。
● 在結(jié)構(gòu)樹中選擇以下機械幾何形狀或者是選擇Speos樹中的ODX，選擇black box 為Ture，這樣OEM端使用時，只能看到邊框顯示。若不選擇black box，則OEM端使用時，能夠看到透鏡形狀邊框。
● 計算，*.SPEOSLightBox文件在項目的輸出文件的文件夾中自動生成。
這一部分的目的是OEM端如何導(dǎo)入Speos中的*.SPEOSLightBox文件
● 點擊Simulation>Components>Light Box>“Import Speos Light Box，保持默認軸系，瀏覽之前生成的*.speoslightbox文件，位于輸出文件文件夾中。
注意：如果供應(yīng)商端激活了blackbox，則OEM端導(dǎo)入時只顯示邊界框，以隱藏3D視圖中的幾何圖形。如果供應(yīng)商端沒有激活blackbox功能，則OEM端導(dǎo)入Speos 時，可以選擇bounding box 或者是 faces，以顯示不用的3D視圖。下圖展示激活blackbox（隱藏幾何圖形）和未激活blackbox（可訪問幾何圖形）的speoslightbox導(dǎo)入之間的區(qū)別。
使用黑盒光學設(shè)計可以執(zhí)行系統(tǒng)級分析，選擇inverse simulation，在geometry中選擇導(dǎo)入的Import Speos Light Box ，選擇相應(yīng)的探測器和光源后，運算仿真，可以激活light expert功能，來分析光學設(shè)計之外的光路，但光學設(shè)計內(nèi)部的光線將被隱藏，以避免逆向工程。
