配合LED光源的應(yīng)用設(shè)計(jì)要求有相應(yīng)的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件,TracePro就是這樣的軟件, 它可以進(jìn)行LED光源應(yīng)用的各種需求的設(shè)計(jì),可進(jìn)行配光曲線的分析、照度、灰度、混光效果等分析。并針對CAD軟件SolidWorks開發(fā)的TracePro BridgeTM 模塊,它允許設(shè)計(jì)者使用CAD軟件SolidWorks建立要在TracePro進(jìn)行分析的各種復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)模型,并可以在SolidWorks軟件中直接定義模型的各種光學(xué)材料特性。這個(gè)功能和之前TracePro軟件的CAD轉(zhuǎn)檔程序是有本質(zhì)的區(qū)別。同時(shí),此功能對于LED的應(yīng)用的設(shè)計(jì)是非常實(shí)用的.
LED的應(yīng)用設(shè)計(jì)
通常LED的應(yīng)用設(shè)計(jì)是使用幾組LED光機(jī)模組取代傳統(tǒng)的白熾燈泡,再安裝到相應(yīng)的裝備中。例如,應(yīng)用在攝影中LED環(huán)形燈,我們使用一些具有特定的配光曲線的LED,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的白熾燈做成的LED環(huán)形燈.具有低能耗、響應(yīng)速度快、可靠性好的特點(diǎn)。
使用SolidWorks 和TracePro 構(gòu)建和分析LED環(huán)形燈的例子。
使用SolidWorks 和TracePro 構(gòu)建和分析LED環(huán)形燈的例子。

我們可以使用TracePro Bridge for SolidWorks, 這個(gè)功能在CAD軟件中建立環(huán)形燈的模型,并像在TracePro里面一樣定義模型的光學(xué)材料特性,SolidWorks的文件夾里有完整TracePro的光學(xué)材質(zhì)庫,此材質(zhì)庫可通過TracePro Bridge來激活。因此,通過此功能,設(shè)計(jì)者可以建立所有的光學(xué)、機(jī)械的各種真實(shí)的.

LED環(huán)形燈的制造商不僅要求關(guān)心LED有好的發(fā)光效率,同時(shí)也關(guān)心光線的白度、LED的配光曲線等。好的LED環(huán)形燈需要能夠?yàn)檎障鄼C(jī)全視場內(nèi)提供均勻的照明,同時(shí)沒有雜散光。如圖所示: 12顆高亮度LED, LED的型號(hào):Cree?公司white Xlamp?7090 XR系列,57LUX ,2700K, half angle:100度。 

使用SolidWorks建立完整LED模型,其包括一個(gè)透鏡、反光杯、電路部分、發(fā)光芯片。每個(gè)發(fā)光芯片的上表面設(shè)置為朗勃體(發(fā)光芯片的側(cè)面的發(fā)光相對來說非常小,可忽略),每個(gè)發(fā)光芯片模擬1百萬條光線。接著構(gòu)建一個(gè)亞克力的透明罩來封裝LED和電路部分。
再構(gòu)建PC電路板和環(huán)形燈的前后面板并把其表面特性定義為完美的吸收。當(dāng)以上所有的模型建立好之后同時(shí)保存為SolidWorks檔和TraceP
再構(gòu)建PC電路板和環(huán)形燈的前后面板并把其表面特性定義為完美的吸收。當(dāng)以上所有的模型建立好之后同時(shí)保存為SolidWorks檔和TraceP
TracePro分析在TracePro里定義發(fā)光譜線并對LED環(huán)形燈進(jìn)行光線追跡。配光曲線如圖6所示

接下來我們在LED環(huán)形燈的內(nèi)環(huán)建立一個(gè)探測平面來分析其雜散光,建立一個(gè)探測平面可以通過TracePro也可以通過SolidWorks來建立。如圖7所示,對LED環(huán)形燈進(jìn)行光線追跡,使用TracePro的ray sorting功能可以觀察所有打到探測面的雜散光。照度圖和配光曲線圖可以幫助設(shè)計(jì)者去分析收集到的雜散光的嚴(yán)重程度;設(shè)計(jì)者也可以把收集到的雜散光構(gòu)建為光源檔案,然后以此為光源去追跡照相機(jī),在CCD上觀察雜散光的影響情況。通常,LED環(huán)形燈實(shí)際使用狀況來講,只有小視場的光線才會(huì)影響到照相機(jī)的像質(zhì)。

在此例子里,設(shè)計(jì)者可以對設(shè)計(jì)做一些修改來減少雜散光,如修改透鏡的光學(xué)參數(shù),亞克力罩的光學(xué)參數(shù)等。當(dāng)然,也可以增加一些導(dǎo)光管、反射鏡去減少雜散光,增加向前出射的光線。一個(gè)簡單的方法,改變PC板的厚度可以減少雜散光,但也會(huì)影響出射光線的
光學(xué)設(shè)計(jì): 寇開泰
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