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光行天下 -> TracePro -> [抛砖引玉] 基于LED的CPC聚光模拟 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

bezalel 2007-04-25 11:08

[抛砖引玉] 基于LED的CPC聚光模拟

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。 PYZ8@G  
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。 ,q4Y N-3  
现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 ZR1EtvVG  
||hd(_W8  
[attachment=7909] #r\uh\Cy  
mwt3EV5  
反射面简化：（整个模拟采用单色光） :0J;^@   
[attachment=7910] k20tn ew  
avQwbAh[  
光源及其设定： LVSJK.B  
[attachment=7911] 139_\=5|U/  
WaYT\CG7y  
光源Lamber分布（实际模型）： }u :sh >2  
[attachment=7912] o!Y7y1$  
CGQ`i  
组合图： #}.db?[Rv  
[attachment=7913] (uSfr]89'  
raytrace： [,VD^\  
d;`JDT  
实际光斑照度分布： @sP?@< C  
T a_#Rg*!  
[attachment=7914] 5( 3tPbm{  
$(BW |Pc  
问题和结论：从照度图上来看，光斑均匀度是比较好的（没有具体计算-_-，麻烦）； ~MOIrF  
      当初设定CPC的接收角满足1M外光斑半径0.2M，现在看来只有0.1M。。。。后来发现，这个结果之所以差异那么大，是因为我在这里把此CPC的exit port半径设定为LED透镜的半径了~也就是说，我已经默认LED的发光面半径是透镜半径。 HM`;%0T0(  
    后来把光源换掉，用一个真正适合CPC exti port大小的平板光源，也是Lamber分布，来模拟，结果： /0A}N$?>:  
[attachment=7915] OmsNo0OA  
kxh $R>  
光斑就是0.2M半径，比较准确 。 bi QDupTz  
yJ?6BLJi  
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。 C&\#{m_1B  
A," u~6Bn  
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。 aPRF  
8< R#}  
疑惑： 7"1M3P5*8  
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。
shogun 2007-04-25 17:11
赞 d-X<+&VZ  
opd^|xx0  
你的透镜有没有定义？ f mf(5  
你是做灯杯的么？ />H9T[3=  
实际生产出来的是怎么样的？ ol-U%J  
<d8 Yk>R  
记得版主是做过灯杯的 Y-v6xUc{F  
指点一下
suezl9 2007-04-26 09:30
不错 T< D&%)  
分享经验~~~~顶
shogun 2007-04-26 10:38
我把透镜外边缘设置为发光面 Lc=t,=OhGe  
然后运用配光曲线设置 6YNd;,it>p  
配光曲线跟你的稍微有差别 %AaZc=a[c  
[attachment=7923] 9J*.'Y  
W|4:3 c4  
得到的照度分布： EJrP{GH  
\<TWy&2&  
[attachment=7922] qf;x~1efC4  
*|Tx4Qt  
我的理解是， G8}k9?26(  
实际情况下，LED芯片是lambertian的光源， 0.+MlyA  
加上透镜后形成不同的配光曲线 Phr+L9Eog  
\(C6|-:GY  
但是，不考虑透镜， ;X, A|m$(  
对于简化LED模拟，如何设置与事实最相符？ s^#B*  
将LED芯片表面进行设置？ mb,\wZ  
透镜表面设置？ u^, eHO  
:<hM@>eFn  
达人指教
bezalel 2007-04-26 13:41
引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : R#HVrzOO|T  
赞 ~[<C6{  
你的透镜有没有定义？ 7cB/G:{  
你是做灯杯的么？ 9:R3+,ZN  
实际生产出来的是怎么样的？ agt/;>q\~  
.......
gu|=uW K  
/z! Tgs4  
# ~Doz7~  
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~ ^hNl6)hR  
MX? *jYl  
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。 D%L^[|)c\s  
;*QK^#  
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。 ;.'?(iEB  
ZLP/&`>8  
90#* el  
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
optics 2007-05-04 12:42
不错  C#-HWoSi  
分享经验~~~~顶
yajunsoos 2008-03-14 19:14
针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: Qk? WX (`B  
1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? Om^(CAp  
这样的Axis  tilt会不会偏大? s]]lB018O\  
2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? ,Qx]_gZ`  
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 ; [G:  
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: HjIIhl?UY  
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 G9NI`]k  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ?7}ybw3t]  
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 v4<W57oH  
我的邮箱是:yizhiplay@163.com                            谢谢,希望高手指教.
xiyin0825 2008-05-30 10:47
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 H/  
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。 K[kK8i+(  
———————————————————————————————————————————————— P0yDL:X[  
本人初进LED领域，发表愚见，望高手指教，谢谢！！
xiyin0825 2008-05-30 10:54
再请教斑主一个问题，望赐教： sC.b '1P  
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？
blueboy123 2009-03-06 16:02
好....
fangxiao 2009-03-19 22:15
谢谢谢谢 找的就是这个
ld.otpcs 2009-12-11 16:28
对于远场说定义晶片还是透镜半径大小为发光面都是一样的 ，但是对于反光杯和透镜的模拟就有不同，这一点大家可以自己验证一下（同一反光杯，同一位置，改变发光面大小）。 ,VS(4  
   UAPd["`)y  
我在模拟时发现有的LED,比如说灏天和亿光的LED，荧光粉要比晶片大，这时用晶片大小模拟就会有偏差，所以总体感觉应该以荧光粉的大小作为发光面的大小。并且晶片或荧光粉的高度都会对模拟有影响。 ~n- Px)  
Pr1q X5>=  
以上纯属个人经验，不保证一定准确...
mgwywxs 2009-12-28 18:08
谢谢谢谢   这是我想要的
oxfocean 2010-06-24 15:43
这个设计看起来不错的
懒懒的天 2011-01-05 10:53
这块砖抛的好，我得好好研究下。。。
streamers 2011-01-05 19:03
正在尝试当中，特别是CREE   XR-E的光源，很难做出理想的光杯，在CREE官网下载的IES文件，应用于TP中，是不是在芯片的表面，如果是，那没LED的透镜又如何设置，如果像前几位所讨论的，用配光曲线，设置在透镜上，那么抛物线的焦点如何与发光点重合？达到聚光效果，希望前辈们多给点指导，qq：179212561
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