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    [讨论][抛砖引玉] 基于LED的CPC聚光模拟 [复制链接]

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    离线bezalel
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2007-04-25
    前面shogun提出了一些CPC的理论。在这里,我用新一代光源LED和作为非成像光学器件的CPC完成一个模拟,目的是探讨一种设计简化:在不用计算环带光通的前提下,基于标准的Lamber分布型LED的模拟输出分布同理论(string method)设计的差异。希望有经验的朋友指教。 x>J(3I5_b  
    这个设定的目标,是将LED视为一个发光面(按LED的实际尺寸),要求系统在1M外形成一个0.2M半径的光斑。 'w/ S6j  
    现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 7#N= GN  
    Qo(<>d  
    pgv, Su  
    5@W63!N  
    反射面简化:(整个模拟采用单色光) v[DxWs8q  
    G ,`]2'(@  
    C(xsMO'k,,  
    光源及其设定: @aB7dtM  
    Smh=Q4,W  
    O2lM;="  
    光源Lamber分布(实际模型): urL@SeV+$  
    XZTH[#MqeI  
    NUuIhB+  
    组合图: W_ ;b e  
    ^%U`|GBZp  
    raytrace: Cs vwc%  
    =|c7#GaiF  
    实际光斑照度分布: pQ ul0]  
    f$?`50D"1  
    ij}{H#0S-  
    \SJX;7 ST  
    问题和结论:从照度图上来看,光斑均匀度是比较好的(没有具体计算-_-,麻烦); U4iVI#f  
          当初设定CPC的接收角满足1M外光斑半径0.2M,现在看来只有0.1M。。。。后来发现,这个结果之所以差异那么大,是因为我在这里把此CPC的exit port半径设定为LED透镜的半径了~也就是说,我已经默认LED的发光面半径是透镜半径。 O^3XhTW^\~  
        后来把光源换掉,用一个真正适合CPC exti port大小的平板光源,也是Lamber分布,来模拟,结果: Q} -YD.bx3  
    J0t_wM Ja  
    O /&Qzt  
    光斑就是0.2M半径,比较准确 。 1 :{+{Yl7  
    J'wJe,  
    所以这里就发现了一个和LED模拟有关的问题:LED(大功率)的发光模型,当要把它视为发光面时,其大小不应该是透镜,可能应该是芯片。 ?. L]QU  
    aCfWbJ@qiG  
    CPC在处理平面光源时,其输出光斑均匀度是有希望达到照明要求的,具体现在还没有计算出来。 M pz9}[`3g  
    b>} )G7b}  
    疑惑: vXak5iq>X  
    象这样的CPC,纵然在聚光率上表现不错(C=5),截止角大(78.7度)。但是其加工工艺,特别是镀膜、阳极氧化上有没有特别的难度?希望大家展开讨论。
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    cyqdesign 金钱 +20 - 2007-04-25
     
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    离线shogun
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    只看该作者 1楼 发表于: 2007-04-25
    )<5hga][~a  
    aMxM3"  
    你的透镜有没有定义? AbX#wpp!  
    你是做灯杯的么? v#5hK<9  
    实际生产出来的是怎么样的? e "Tr0k  
    J[\8:qE  
    记得版主是做过灯杯的 Z v 7}C  
    指点一下
    离线suezl9
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    只看该作者 2楼 发表于: 2007-04-26
    不错 W;F=7[h  
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    离线shogun
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    只看该作者 3楼 发表于: 2007-04-26
    我把透镜外边缘设置为发光面 6I\4Yv$N  
    然后运用配光曲线设置 odTIz{9qG  
    配光曲线跟你的稍微有差别 I:] Pd  
     o^x,JT  
    Nkk+*(Z  
    得到的照度分布: &hIr@Gi@ch  
    H  `_{n<  
    if+97^Oy  
    Ots]y  
    我的理解是, PLK;y  
    实际情况下,LED芯片是lambertian的光源, FivqyT7i  
    加上透镜后形成不同的配光曲线 %}Z1KiRiX  
    9@YhAj  
    但是,不考虑透镜, eY(JU5{  
    对于简化LED模拟,如何设置与事实最相符? @zig{b8  
    将LED芯片表面进行设置? F>aaUj  
    透镜表面设置? G@,XUP  
    gnw?Y 2  
    达人指教
    离线bezalel
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    只看该作者 4楼 发表于: 2007-04-26
    引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : A{ . A1  

    你的透镜有没有定义? mh,a}bX{  
    你是做灯杯的么? =$\9t$A  
    实际生产出来的是怎么样的? o|y1m7X  
    .......
    X`fer%`  
    .c\iKc#  
    ]eo%eaA   
    我的芯片所采用的发光分布,就是上面提供的那个表格,实际测量的~ )^j62uv  
    8l >Xbz  
    后来,透镜又用了 折射率1.4的PMMA,当然这样的方法我认为不对,但是加了透镜以后光分布变化很小。 nc.:Wm6Mj  
    oGz5ZDa#  
    正如我前面讲的,如果我要把LED光源看为一个面,那么现在我就用与透镜底面同等面积圆板做发光表面~~然后该发光面采取实际测量的LED分布数据,近似Lamber但不标准了~~其结果就是我第二个模拟图。 Up\ k67  
    qR9!DQc'  
    vg*~t3{L  
    现在手头上有一些灯杯的活在做,尝试一些不同的方法~这个CPC还没有做手板。我现在最困难的是确保镀层精度,常常发生因为镀层太差以至于光斑出现意外~~~经验还不足啦
    离线optics
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    只看该作者 5楼 发表于: 2007-05-04
    不错  Z~ u3{  
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    离线yajunsoos
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    只看该作者 6楼 发表于: 2008-03-14
    针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: F[]6U/g n  
    1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? W:O p\  
    这样的Axis  tilt会不会偏大? @nIoIz D~  
    2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? I8{ mkh  
    3.对于LED,找一款仔细研究下,它的外部是块晶体状物质,漫射体类物质 =LKf.@]#  
    发光真正位置是其下面的块状部分;在Trancepro中我曾对LED光源多种类型模拟: W>&!~9H  
    点光源,一般性球面光源以及雷同楼主式的面光源,,,,最终其配光曲线更加接近楼主所示的 L#\5)mO.v  
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ OOnhT  
    本人以前做成像光学设计,最近开始做些聚光器相关产品设计,经验缺乏的紧,希望得到达人指点,在此多谢了 qI*7ToBJ  
    我的邮箱是:yizhiplay@163.com                            谢谢,希望高手指教.
    离线xiyin0825
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    只看该作者 7楼 发表于: 2008-05-30
    1. 我覺得把LED看成一個發光面,尺寸为透镜大小,配光用远场的配光分布,比较准确,因为以芯片为光源,配光哪怕为理想的lembertian分布,你模拟的LED透镜和真实的LED封装系统还是有差异的,所以打到CPC上的光线走向与真实是有差异的,这正是版主为什么第一次模拟出来的结果不是很准确的原因。 I?_WV_T&  
    2. 至于发光面的位置位于何处,我觉得应该从LED配光测试时候的原点定位入手,如果给出的配光是为LED的基座作为原点测试的,仿真是发光面的位置就应该是LED基座的位置,如果配光测试以透镜作为原点的,发光面的位置就应该是LED透镜的位置。 %$67*pY'JH  
    ———————————————————————————————————————————————— rTim1<IXR  
    本人初进LED领域,发表愚见,望高手指教,谢谢!!
    离线xiyin0825
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    只看该作者 8楼 发表于: 2008-05-30
    再请教斑主一个问题,望赐教: "iUh.c=0F,  
    在tracepro里,CPC的焦点和长度是如何定的,特别是有角度偏宜和边缘焦距的时候?
    离线blueboy123
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    只看该作者 9楼 发表于: 2009-03-06
    好....