LED灯珠资料的收集及数据分析1

LED灯珠资料的收集及光型分析目录一．光源资源的建立 3二．灯珠硬件分析 4三.基于TraCepro的常规数据分析 6四.基于TaCeprO的环带光通量分析 8设置固定值（以CREEXPE为例） 8五．光源的侧面分析 9受光面建立 9光线追迹与实体面受光分析 9六．汇总报表 10一．光源资源的建立1.1灯珠数据综述光源数据文件(.dat,.ray,包括灯珠说明书等)的收集是所有非成像类光学设计的基础步骤，之后所有的分析与设计都要在此基础上建立。目前市场上主流的灯珠文件有相关官网可以下载得到，但是也有很多的厂家仅给出产品说明书而没有提供基于光学软件设计的素材和模型文件，或者是厂家自己封装，则此类情况就需要将现实的光源通过软件转化为数据设计素材。1.2现有灯珠(光源)品牌分布表地区 品牌USACREE、LUmileds、GE(GeLCore)、Semileds、BridgeLUXGermanOsramHollandPHILIPS Japan日亚NiChia、丰田合成ToyodaGosei东芝TOSHIBA，大洋日酸，昭和电工50人日立，GeneliteKorea首尔SEOUL、汉城半导体SSC、三星惠普HP、安萤Epivalley台湾(含光源企业)艾迪森Edison、亿光EVerlightElectronics、广镓光电(HUga)，新世纪(GenesisPhotonics)，华上(AOC)，泰谷光电(TekCore)，奇力，钜新，光宏，晶发，视创，洲磊，联胜(HPO)，汉光(HL)，光磊(ED)，鼎元(TK)，曜富洲技TC，爆圆(FormosaEpitaxy)，国通，联鼎，全新光电(VPEC)等。华兴(LedtechEleCtrOniCS)、东贝(UnityOptoTeChnology)、光鼎(ParaLightEleCtronics)、佰鸿(BrightLEDEleCtronics)、今台(Kingbright)、菱生精密(LingsenPrecisionIndUStries)、立基(LigitekElectronics)、光宝(Lite-OnTeChnology)、宏齐(HARVATEK)等。中国大陆(含光源企业)三安光电简称(S)、上海蓝光(EPilight)简称(E)、士兰明芯(SL)、大连路美简称(LM)、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大，山东华光、上海蓝宝等。 1.3主流灯珠资料下载品牌可得数据类型常用型号灯具数据文件下载地址CREE光源/3D/文档XLMAP^瑞光源/3D/文档LS,ES等欧司朗光源/3D/文档一SSL等飞利浦光源/3D/文档一不限日亚文档不限亿光文档不限Edison文档不限流明斯文档不限1.4光源文件的建立有实物情况下光源文件的建立实物灯珠光源数据建立步骤过程如下:1.4.2基于文件的光源构建比对资料中的数据点位，可以用SurfaceSourcePropertyGenerator插件进行光源文件的描点建立，每隔10°取样一点。如图:1SiiEΓfic*Sσ∣jς⅞⅛P⅛-<∣[μ<∣rt?⅛∣:r!Sκaτ*E2.j1i.TtcpirtH*lc∣^二.灯珠硬件分析由于市场目前灯珠（光源）文件繁多，无法对所有品牌和厂家的个系列产品进行全部分析，这里以CREE-XPE系列灯珠为例进行系统的分析。2.1灯珠外型分析2.00 光源外型记录表（单位mm） 底座尺寸 3.45(L)3.45(W)*0.73(H) 光源球直径Φ2.6 光源边缘-底座面边缘尺寸≈0.85 平均公差±0.13 总高度 一2.00 2.2介质内临界度分析在一平面坐标系内，光线由密介质射向疏介质时，可能会产生镜面反射和折射射出两种情况对于临界入射角度的前提分析有助于后期的光学设计。经常用于透镜的三种光学介质分别是BK7玻璃、PC、PMMA，如下表所示:材质 折射系数 穿透率 给定波长 BK7 1.51872 0.998001 0.5461μmPC 1.59102 0.93 PMMA 1.4935 0.97 根据斯涅耳定律，可求得平面坐标系内密介质-疏介质的临界角度，计算式如下:>>N1=1;N2=1.4935;>>a1=pi/2;b=sin(a1);>>a2=asin(b*N1∕N2);>>T=a2*180∕pi>>T=42.0037>>N1=1;N2=1.51872;>>a1=pi/2;b=sin(a1);>>a2=asin(b*N1∕N2);>>T=a2*180∕pi>>T=41.1817PMMABK7PC>>N1=1;N2=1.1.59102;>>a1=pi/2;b=sin(a1);>>a2=asin(b*N1∕N2);>>T=a2*180∕pi>>T=38.9416材质 BK7 PMMA PC 临界角度 41.1817° 42.0037° 38.9416° 三.基于Tracepro的常规数据分析170 ^l80 17011010 ∩ 10这一部分是基于已得到光源数据

文件前提下进行的分析光源，主要得

到的信息是光源的光通量、近似的光

强分布、半光强度角度、有效的最大

出光角度。PolarCandelaDistributionPlot

分析导入相关档案光源，赋予光线数

目三5*105，赋予波长0.5461,光通量

保持光源原始值。进行第一次追迹。以CREE-XPE灯珠为例，进行一次

5*105的光线数目追迹。如图可以得到

近似相关数据：由C0°~180°和C90°

~18(°两轴面配光曲线重合程度可以

对此光源最大光强的便宜程度进行一定的评估或认识。根据线型可得到最大光强的近似值与半光强角度近似值。光源近似出光角度。光强沿角度衰减近似速率（与底部正圆相切对比）。项目 程度 峰值光强方向偏移程度高（肉眼明显偏移）/低（基本重合或略有便宜） 峰值光强近似值目测填写半光强角近似值目测填写出光角度近似值目测填写0-°90°光强衰减率 目测填写PDlarlsD-CffideisPiDl

使用哥先光法PolarIso-CandelaPlot分析根据PolarIso-CandelaPlot记录光源

的最大与最小光强值，总光通值与光线数

目。可根据此图了解光源大致各层光强分布

情况。RectanglarCandelaDistribution

Plot分析根据RectanglarCandelaDistribution

Plot可以得到以下信息：.采用进行取点可得到较为准确的半光强

角度值。.取点边缘90°可得到准确的边缘光强值.地斗■值口333e-01U小量丈值TI比口ɪ:d0⅛⅛fil5∙33DH

4θes∣6⅛a焚进接电f-0OWO.<(E]⅛⅛将以上记录的数据汇总如下表:项目 描述 峰值光强 13.708CD 半光强6.854CD 半光角度 52.05*2° 10°~90°光强近似分布 - - - - 21*⅛j-］，1・HT由・号，窗］・B√.■四.基于TaceprO的环带光通量分析4.1设置固定值(以CREEXPE为例)设定R=1000，2000,3000...8000;θ

二10、20、30....80。也可以编写简单的计

算式：〉〉R=1000；A=10；>>S=tan(A∕180*pi)*R;依照所得的S值构建圆形面，厚度为

1mm,以此类推。I口呼小I4.1.2导入设定位置分别导入Tracepro置于光源前Z轴方向1000.5,2000.5,3000.5...8000.5。且分别编号10,20,30…80.如图所示:I—I*1P=⅛∣mjI⅛I⅛∣I∙∖aB'Iɪl®|I‰∣.r, ⅛⅛⅛,zρ∙∣一［曰I二IFl<B∣■I PP⅝lIj*1.3记录各面光通量编号（对应发射角度）光通量LM 环带光通量LM环带角度 10 1.0842 1.0842 0-20 20 4.2141 3.1299 20-40 30 8.9649 4.7508 40-60 40 14.996 6.0311 60-80 50 21.307 6.3110 80-100 60 27.027 5.7200 100-120 70 31.518 4.4910 120-140 80 34.249 2.7310 140-160 4.1.4160°~180°环带的验证设N10=1.0842;N20=3.1299....N80=2.7310,可得∑Φ=34.248(LM).由Polarlso-CandelaPlot可以得到总光通量Φ2为35.3346.则Φ2-∑Φ=1.0866LM则为160°~180°角度区间的光通量。五.光源的侧面分析5.1受光面建立建立四个受光面，尺寸距离依据光源

而定，这里以CREE-XPE为例，建立四个

1000mm*1000m的实体面（厚度任意）与

光源法线方向平行，光源中心向任意面做

垂线均与次面垂直且交于实体面中心位

置。同样建立立方体放置于光源正后方，

此实体受光面也能够来检测光源是否存

在偏光或者漏光。5.2光线追迹与实体面受光分析HD川口3DOSDOKO□-JDa-HB-300-4□D-BM分别对比四个实体面光线追迹的结果:Tc⅛∣.l⅛mns∣ce⅛⅛p对于工.酬先rf∏∣∣m∣mra)最小值9.1EBdD11,*!÷nITKMW电值:口』W口目

⅛⅛□βft[144≡Z3lmi⅛11∣⅛⅝=∣⅛⅞∣BDJJIMIISai2⅛117h□⅛fτl⅛⅛⅛fe∣o⅛∣■lkjmπ≡∏cF⅛⅛p对于」.!I.E

Θkπk1⅞uγΓkħ^-司口m-SO-≡JΠ.IDO□ 100加口国口用IBSHl词0TKl•加口・加U-HijQIOQ加0切口4MHM

YΓrγilmβωr⅞)易十值I如蚪8口1口：(丈|1：13润比平均愤口期CB⅝⅜⅞gDqq□BImi⅛ill∣^⅜1⅛⅞flDJJIMMSiZ307iιcκ∣B-i⅛⅛⅛

T由I∙I如EHME∣⅛p对于，.则先强・δ0Ckl⅝υr1,κa2M陋IImWH用Jl -HnIIZ口的I-Vertical最小值口纲B⅛∙[JII.基土堂I其心平均值口国1宿息：⅛dβ#[]ΞSI14lπiJtil■衷射党建BDUIEBEΣ3i2IIPlnElIteEalC统T0⅛i-I⅛m>i3∏ce⅛lhp对于，.则光道■SOCkI⅞υrTK64・切口ZGD・圜口■前口-IDO□ 100ZHD国口4QJEHl-5QDTDO-30D-SflD-∣K∣D10Q加。30DWIMHIH

Xffflimifflna)⅝fH2,^S^-Q1Di*+由14ΞI3l平均值