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TOP SMD LENS 光学设计流程 ■一灯网 邓维增 LED 照明得到了普遍的应用，其光学设计将是它的核心组成部分，经常在一灯上跟网友讨论一些关 于光学设计的技术问题，以下是本人在九洲的一份LENS 光学设计流程的课件，拿出来跟大家分享： 1、确定发光角度。 根据采用材料的折射率和焦距计算公式得出平凸透镜的 率半径。这个 率半径要根据基板的尺寸和 工艺要求来确定，以避免LENS 过高而导致生产和运输过程中产生产品品质问题。 2、用PRO\E 建立机械模型。 在建立机械模型时要注意模型器件的整体性，以免在进行光学建模时出现不必要的麻烦。另外在进行 一比一建模时，反射杯的尺寸是按照LENS 尺寸进行的。 3、从PRO\E 输出.IGS 文件，在LIGHTTOOLS 中导入此文件。 4、在LIGHT TOOLS 中编辑IGS 文件，另存为为ITS 文件――即是光学模型文件。 5、在IGS 文件中编辑该光学模型。这个模型主要涉及以下几方面的设定： A、材料的设定。 B、材料的反射系数，透过系数曲线的绘制。 C、反射、透过、吸收系数的设定。 D、 反射率、漫反射模型的确定和设置。 6、这些设置都要具体到每个面。工作量较为繁杂。 以下是已经建好的光学三维模型，它采用了朗伯\高斯散射模型作为基板的材料散射。 白色部分是的尺寸是2.7*2.4mm，透明部分是3.5*3.2mm，LENS 的 率半径是0.6mm，凸出 部分高0.92mm，反射杯 0.45mm。 对基板上的PCB 进行了银材料的设定。银的有关光学曲线如下图。 多精彩请访问一灯网 对LENS 材料进行了与环氧折射率相近的光学玻璃KF1 的设定，有关KF1 的光学参量如下图。这些 参数说明了我采用它作为环氧的替代物的原因。需要说明的是，KF1 也应用于除 LENS 外的透明部 分，因为它的形成与LENS 的形成在同一时间。 多精彩请访问一灯网 光源波谱设定在470nm――480nm。它的曲线如下。它的色度坐标Cx＝0.1097，Cy＝0.0869。 光源的材料设定为碳化硅。它的有关光学参量如下图。 多精彩请访问一灯网 为了取得 加逼真的效果，将光源嵌入到光源的模型中，以模拟在光源的发光区――量子阱，如图： 至此，已经完成了有关材料及其光学参量的设定。LIGHTTOOLS 的有关模拟操作步骤，这里不细表。 下面为光线数目较小情况下的模拟情况： 多精彩请访问一灯网 多精彩请访问一灯网 在进行多光线模拟时，设置了多个接收器：有两个面接收器，一个远场接收器。这两个的面接收器的 距离不同，其中，near field 的距离为far field 的1/2 。如图所示： 模拟后的参量提取主要有，发光强度，光照度，发光角度，照射面上的照度分布。分别如下图。 1、光辐射强度分布（发光角）图： A、近场平面二维分布 多精彩请访问一灯网 B、近场平面三维分布 C、远场平面二维分布 多精彩请访问一灯网 D、远场平面三维分布 E、远场球面二维分布 多精彩请访问一灯网 F、远场球面三维分布 上图三维分布图表明，照射情况中，光束将是这个样子的。 多精彩请访问一灯网 Near field 光强数据 （单位：w/sr） 0 0.329207569 0.410985857 0 0 0 2 3 5 5 0 0.230735450 0.256002217 0 0 0 6 2 0 9 0 0.117601618 0.185178562 0 0 0 5 1 9 6 0.0109