What's Missing from Your Optical Design Flow

성공적인 제품 개발을 위한 광학 설계 전반 워크플로우

Table of Contents

중요 요소 식별 및 격차 메우기
메타 광학 활용
센서 시뮬레이션
광학 설계 플로우 요약

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광학 설계 전반 워크플로우에서 중요한 요소를 간과할 경우 비효율성과 최적이 아닌 결과를 초래할 수 있습니다. Synopsys 광학 설계 툴을 활용하여 자주 발생하는 격차를 식별하고 설계 프로세스를 향상시켜 결과를 개선하십시오.

지난 수십년동안 광학 설계는 수동적인 방법으로 계산한 스펙의 단순 망원경에서부터 리소그래피로 제작된 나노미터 구조까지 발전해왔습니다. 기존의 이미징 시스템은 컴퓨터 설계 툴과 다양한 제조 방법의 도움으로 가전 제품용 소형 디바이스까지 이동했습니다.

Identifying and Filling the Gaps

중요 요소 식별 및 격차 메우기

Specifications

스펙

이 단계는 시스템이 여러 파라미터에 걸쳐 어떻게 작동해야 하는지 정의하는 데 중요합니다. 아래의 양상이 고려됩니다.

Imaging: Modulation Transfer Function (MTF)와 수차를 적절하게 평가하고 있는지
Radiometric: 균일성과 대비를 달성하는 데 중점을 두고 있는지
Sensitivity: 설계한 시스템이 다양한 조명 레벨에서 어떻게 얼마나 반응하는지
Packaging: 사이즈와 무게 제약을 효과적으로 고려하고 있는지
Assembly: 중심이 잘 잡혀있고 정렬 프로세스가 효율적으로 잘 되어있는지
Signal Processing: 효과적인 신호 처리를 통해 시스템 성능을 향상시키고 있는지
Starting Point: 철저한 분석과 반복적인 조정을 수행하고 있는지
Fabricate: 설계를 검증하고 본격적인 제조 단계로 전환할 준비가 되었는지

Key Considerations

주요 고려사항

일반적인 설계 워크플로우는 까다로운 설계 요구 사항을 충족하기 위한 이미징 광학의 최적화로 시작하여 최적화 성능의 일부인 제조 공차를 사용하여 설계 반복 중에 수행되는 공차 분석까지 진전됩니다.이 중요한 단계는 제조 수율을 향상시키고 비용을 절감합니다. 또한 워크플로우에는 미광 분석이 통합되어 있어 설계 단계에서 원치 않는 빛의 영향을 평가하고 고스트 및 플레어로 인한 실패를 최소화 할 수 있습니다.

Using CODE V for Imaging System Design

CODE V를 활용한 이미징 시스템 설계

Imaging System: 3D 공간의 점을 2D 이미지의 점으로 정확하게 매핑합니다.
Lens Design: 설계 변수를 효과적으로 최적화합니다.

Lens Design: Optimize design variables effectively

Sell Progress: 성과 지표를 사용하여 이해관계자에게 상황을 공유하고 소통합니다.

Sell Progress: Use performance metrics to communicate progress to stakeholders

Tolerancing: 제조 에러로 인한 성능 변화를 분석 평가합니다.

Tolerancing: Evaluate performance variations due to manufacturing errors

Using LightTools for Illumination Optics

LightTools를 활용한 조명 설계

Mounting and Packaging: 렌즈 정렬을 유지하고 패키징을 반복적으로 고려합니다.

Subsystem: 장착된 렌즈의 방사성 시뮬레이션을 수행합니다.

Stray Light Analysis: 미광 문제를 반복적으로 식별하고 해결합니다.

Stray Light Analysis: Identify and resolve stray light issues iteratively

Optical Scattering Measurements

광학 산란 측정

Scattering and Surface Characterization: BSDF 측정을 사용하여 면 산란을 특성화합니다.

Scattering and Surface Characterization: Characterize surface scattering using BSDF measurements

Sensor Data as BSDF: 센서로 인해 발생한 미광에는 상세 카메라로 측정한 BSDF를 활용합니다.

Sensor Data as BSDF: Use detailed camera BSDF measurements to access stray light due to the sensor

System Analysis: 메타 표면 및 나노 소재 설계 플로우를 도입합니다.

System Analysis: Introduce meta surfaces and nano atom design flows

Integrating Metaoptics

메타 광학 활용

자유형과 마찬가지로 메타 표면은 설계 공간을 확장하는 설계 파라미터를 제공하며 특히 무게와 크기 감소를 위한 소형 패키지가 필요할 때 유용합니다. 비구면에서 메타 표면에 이르기까지 제조 방법의 선행 기술과 발전은 설계자에게 더 많은 옵션을 제공하지만, 제조를 위한 구성요소 파라미터를 가장 잘 지정하는 방법에 대한 고려사항 또한 함께 추가되었습니다.

메타렌즈와 같은 메타 표면은 파장 이하의 나노 소재를 활용하여 회절 없이 위상 프로파일을 생성합니다. 이러한 얇고 평평한 표면은 공간을 절약하며 안정적 리소그래피 기술을 사용하여 대량으로 생산할 수 있습니다.

설계를 인식한 설계 워크플로우는 처음부터 올바른 디자인을 목표로 하여 재설계의 필요성을 줄입니다.

A design-aware flow targets first-time-right designs, reducing the need for redesigns.

사용자가 지정한 기준을 사용하고 최적의 설계 성능을 위해 메타렌즈/메타표면을 생성하는 역설계 도구인 MetaOptic Designer를 사용하십시오. MetaOptic Designer에 내장된 엔지니어링 인텔리전스를 사용할 경우 어떠한 레벨의 전문 지식을 갖추고 있더라도 무관하며 이를 통해 새로운 메타렌즈를 훨씬 더 빠르고 쉽게 제작할 수 있습니다.

Sensor Simulation

센서 시뮬레이션

ImSym - Imaging System Simulator - 새롭게 출시된 이미지 시뮬레이션을 위한 이미징 시스템 시뮬레이터는 이미징, 미광 및 이미지 시그널 프로세서 (ISP)를 완벽하게 하나의 워크플로우로 결합한 새로운 솔루션입니다. ISP는 왜곡과 같은 수차를 제거하고 고스트 및 플레어가 있는 경우 성능을 향상 시키기 위해 개발될 수 있습니다. 백앤드 레이어와 마이크로렌즈를 포함한 추가 광학 구조를 생성하여 센서 설계를 완성합니다.

입사광 신호를 3D 흡수 광자 밀도 (APD) 프로파일로 변환하여 센서의 광 흡수를 이해할 수 있습니다. 마지막으로 구조와 APD 파일은 디바이스의 전기적 특성을 시뮬레이션하고 성능 데이터를 평가하여 설계가 사양을 충족하는지 확인하는 데 사용됩니다.

Optical Design Flow Summary

위 광학 설계 플로우 요약

한번에 바로 성공적인 광학 설계를 할 수 있는 팁

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