ANSYS光学仿真方案的完美拼图——Zemax

约在哈勃空间望远镜于 1990 年发射至低地球轨道之时，Zemax 便开始提供光学软件和服务，帮助工程师、科学家、研究人员和学生将其创意转变为现实。经过超30年的积累与不断进步，Zemax已经成为了成像光学领域仿真软件的领军人物。Zemax 软件包括业内领先的光学设计软件 OpticStudio，用于帮助 CAD 用户封装光学系统的 OpticsBuilder，以及专为制造工程师打造的 OpticsViewer。软件均使用 NASA 及行业领导者信赖的同一物理核心概念来分析和验证产品整体设计。

 在收购Zemax之前，ANSYS旗下已经拥有了人眼视觉仿真软件ANSYS SPEOS和光子学仿真软件Lumarical，完成Zemax收购后，将补齐ANSYS光学在成像光学领域的短板，同时为现有的一些光学方案带来更加完善的解决办法。

车载摄像头是目前汽车自动驾驶的一个关键器件，甚至今年年初特斯拉便宣布了未来的车型将只搭载摄像头来作为自动驾驶的传感器。在ANSYS的原有方案中，用户可以通过ANSYS SPEOS搭建虚拟场景，Lumerical负责解决微纳光学的仿真，提供精确的表面材料特性，仿真得到实际成像结果来判断镜头布置是否合理，镜头参数是否满足设计需求等。在此过程中，需要来输入一个镜头的畸变函数。有了zemax之后，用户可以直接通过zemax来输入设计镜头的模型对原始镜头数据进行设计，从而打通了从零部件端到集成端的通道，用户得以更准确且带有反馈实现镜头的设计、仿真及选型。

 与车载摄像头方案类似，在原本的ANSYS方案中Lumerical负责解决微纳光学的仿真，提供精确的表面材料特性。Speos的HOD&HOA提供HUD自由曲面的设计与成像质量的仿真。该方案更偏向于HUD集成于车内后的整体效果、光学干扰项的分析、环境的融合以及老化预判等；Zemax加入后，补齐了HUD光学结构设计这一块的短板，使得用户可以在发现集成问题后，可以反推回设计参数的修改，实现设计与仿真的闭环。

同样，Zemax的加入，也会与ANSYS其它结构流体传统产品产生奇妙的化学反应。例如镜头sensor的散热问题、镜头的结构稳定性问题等，都可以通过和ANSYS Fluent及Mecanical等产品进行耦合仿真从而得到最优的设计结果。

目前Zemax的完全收购需要等到2021年第四季度完成，届时会进入到产品的整合期。借助ANSYS大而全的仿真产品线，Zemax的本身功能会出现一个快速的上升期；同时，产品之间的数据通道也会快速打开，Zemax出现在ANSYS Workbench 中也是可以预见到的，届时多物理场的联合仿真将更加的简单易用；传感器仿真是自动驾驶仿真中的重要一环，而camera和sensor作为关键部件都包涵有很多的镜头模组，随着Zemax的加入，后续在自动驾驶传感器仿真的物理闭环将会形成，ANSYS自动驾驶仿真方案将进一步完善；最后作为ANSYS旗下不同光学仿真软件，后续可能形成如ANSYS CFD这样的统一平台，方便大家使用。