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用T racePro设计高功率L ED钱雯磊,李 筠,陈晓荣,戴曙光,陈祥熙(上海理工大学光学与电子信息工程学院 上海 200093)摘 要:提出一种简化的高功率L ED仿真模型,采用圆锥面作为反光碗,增加平凸透镜汇聚光线,用3D仿真软件TracePro 建立模型,追迹L ED发光面发出的光线并检验设计效果。
仿真结果表明,该简化模型具有一定的可行性,并验证了实际应用中采用锥形反光碗的合理性。
关键词:高功率L ED;简化模型;TraceProDesigning of High2Pow er L ED using T raceProQian Wenlei,Li J un,Chen Xiaorong,Dai Shuguang,Chen Xiangxi (College of O ptics and Elect ronics,Universit y of S hanghai f or S cience and Techno log y,S hanghai200093,China)Abstract:In t his paper,a simplified High2power L ED simulation model is described,in which t he taper is used as reflector,and plane2convex lens is added for beam2focusing.The3D simulation model by t he software TracePro is built and the rays emitted from L ED are traced to verify t he effect.It is shown by simulation result t hat t he simpli2 fied model used taper as reflector is feasible and practical.K ey w ords:high2power L EDS;implified model;TracePro1 引 言发光二极管(L ED),作为一种电致发光器件,已经有较悠久的应用历史。
TracePro光学仿真软件TracePro这套高阶光学仿真软件，是目前市占有率最高的仿真软件，这一切都是因为它以ACIS 的固体模型为核心，所以使用者在设计分析模型时，可以非常直观的了解其模型。
而在赋予其对象材质时，不需特殊的使用技巧，即可完成所有的设定，更是令人激赏。
当然功能强大且完整的分析图形及表格，更是使用者不可或缺的好帮手。
而这样功能完整的软件，其学习曲线却目前市面上所有光学软件中公认最短的，所以TracePro可以帮助使用者在很短的时间内完全学会使用TracePro，不会因为冗长的学习过程而使人却步。
应用领域车灯相关(HID、LED、Fluorescent、Incandescent……等的灯源)、太空相关(杂散光、鬼影、热效应对影像的影响……等)、显示相关、照明相关、生医相关、雷射组件、消费性电子产品、TracePro等级分类RC：这个版本是针对反射式照明系统在3D设计环境所设计的版本等级，可分析35个对象和10个光源。
LC：这个版本是针对所有的照明系统，其中包含大部分TracePro的分析功能，可分析35个对象和10个光源。
Standard：这个版本是针对所有的照明系统的标准版本，可分析绝大部分的照明及光学系统，且可无限制的设计光源及对象。
Expert：这个版本是最高等级的版本，这也意味着这个版本将可使用TracePro所有功能，其中还包括有RepTile、热分析及双折射……等等的高阶设计功能。
而Reptile是TracePro针对背光板所新增的特殊算法，可用来设计百万个以上用来散射的点以及多棱镜的增光片……等。
汽车产业车灯设计方案(TracePro in the automobile industry lamp)Design Overview汽车产业车灯设计方案利用TracePro强大的分析运算及简易的操作接口，准确的设计出符合国际法规要求的车灯系统。
更可搭配外挂模块-Photo-realistic Rendering秀出人眼的实际视觉效果。
TracePro教程-LED1.新建文件.2.创建簿板特征: 菜单/插入/几何物件, 出现‘插入基本几何体’ 对话框, 选‘薄板’选项输入数据完成后点定插入并关闭.窗口中产生一薄板特征(旋转视图可看到), 模型树中也产生相应的名称.3.展开模型树中的薄板零件, 如下图4.点选‘表面0’, 按右键出现菜单, 选‘延伸填充’. 出现‘表面拉伸填料选项’ 对话框, 输入如附图中的数据选‘应用’.再分别更改0.9和4为0.2和0后选应用, 再分别改0.2和0为0.9和-4选应用, 关闭对话框. 在模型树任一空白处点一下, 即取消选取图中所有被选取的特征.5.创建圆锥特征: 菜单/插入/几何物件, 出现‘插入基本几何体’ 对话框, 选‘圆柱和圆锥’选项输入数据完成后点定‘插入’并关闭, 在模型树任一空白处点一下, 即取消选取图中所有被选取的特征.6.进行布尔运算: 在模型树中先选‘薄板 1’, 再按住Ctrl键选‘圆锥 1’. 菜单/编辑/布林运算/差集.7.慢速点选模型树中‘薄板 1’ 两次, 改名为 ‘Package’. 在模型树任一空白处点一下, 即取消选取图中所有被选取的特征.8.创建圆柱特征做散光板: 菜单/插入/几何物件, 出现‘插入基本几何体’ 对话框, 选‘圆柱和圆锥’选项输入数据完成后点‘插入’ 并关闭. 在模型树任一空白处点一下, 即取消选取图中所有被选取的特征.9.创建方块特征做LED: 菜单/插入/几何物件, 出现‘插入基本几何体’ 对话框, 选‘方块’选项输入数据完成后点‘插入’ 并关闭. 在模型树任一空白处点一下, 即取消选取图中所有被选取的特征.10.关键的来了, 设置三部曲:首先, 在模型树选取散光板特征(不是选展开后的某一面), 定义散光板的材质属性, 菜单/定义/编辑材质/表面材质, 出现对话框, 左侧选‘新增特性’ 按钮, 又出现‘输入一个新的表面特性’ 对话框, 如图设置并确定.然后, 将‘吸收率’ 设置为0, 将‘求解’ 设置为 BTDF, 按保存, 如下图:会自出现 ‘BTDF 符合能量守恒’ 的提示, 按确定后关闭, 再关闭‘表面材质编辑器’ 对话框.选择模型树中的 ‘Diffuser’按右边加号展开, 选择‘表面 1’, 也就是散光板的内侧, 然后按右键, 选菜单中的‘属性’,出现‘应用特性’对话框, 按下图设置后按‘应用’ 并关闭.12.第三步设置 ‘Package’ 上的凹槽的面属性.选择模型树中的 ‘Package’按右边加号展开, 选择‘表面0和表面 1’, 也就是凹槽的底面和侧面, 然后按右键, 选菜单中的‘属性’, 出现‘应用特性’对话框, 按下图设置后按‘应用’ 并关闭. 在模型树任一空白处点一下, 即取消选取图中所有被选取的特征.13.菜单/分析/光线追迹选项, 出现‘光线追迹选项’ 对话框, 照下图输入内容后‘应用/关闭’.14.设置LED光源:选择模型树中LED展开, 选择‘表面 0’ 即LED上表面, 右键出‘应用特性’ 对话框, 设置表面光源后按‘应用/关闭’.15.一切模型都设置完必, 就待分析了.16.菜单/开始光线追踪, 出现‘光线追踪’对话框, 选择追迹光线按钮/应用/关闭.17.菜单/分析/Candela Plots选项, 出现 ‘Candela选项’ 对话框, 选‘方位与光线’选项, 输入数据/应用.再选Candela 分布选项, 输入数据/应用/关闭.18.菜单/分析/Candela Plots/Polar Candela Distribution.。
如何使用TracePro模拟LED光源效果使用的TracePro版本是3.3.7实验目的：36颗LED环形排列，调整环形的半径和光源平面与物体的距离，观察何种光源参数比较合适实验步骤：1. 在YZ平面上建立初始面片Thin Sheet，使用坐标参数如下：(0,1,1)(0,1,-1)(0,-1,-1)(0,-1,1)2. 将这个面片Move(30,0,0)3. 设置其Surface Source为如下参数：Flux, 1 Watts, Total 10,0004. 将其Rotate ，以10度为间隔，About Z ，点击35次copy 生成总共36颗环形排列的LEDS U M E C O L L E C T I O N5. 插入一个受光物体，Insert Primitive Solids，使用Cylinder/Cone，采用参数为：Major 25（表示直径25mm）,Base Position (0,0,-5)6. 点击Source Trace生成追踪光线7. 选择受光物体，选择受光面，选择菜单“Select Surface”，在“%Starting Rays to Display”中填写“1”，这样只显示1% 的光线，避免显示太多看不清楚8. 选择菜单“Analysis / Irradiance Map Options”，设置辉度图/照度图的选项，在“Ray to Plot”中选择“incident”即针对入射光线进行分析9. 然后选择“Analysis / Irradiance Map”即可显示辉度图/照度S U M E C O L L E CT I O N}360,000根光线总计运行时间约23秒实验环境：CPU：Pentium M 1.3GHz内存：512+256 MBsume@20100905S U M E C OL L E CT I O N。
毕业论⽂：基于tracepro的led导光管设计毕业论⽂：基于Tracepro的LED导光管设计摘要：微细侧发光导光管可以将LED点光源转化成线光源。
为了同时发挥LED光源和CCFL光源的优势，本⽂对导光管模型进⾏了改进，使不同长度导光管均能满⾜良好的出光性能。
在⽹点公式基础上引⼊⾮线性修正参数α，并找到导光管长度与α的对应关系，得到不同长度导光管的优化⽹点排布形式。
针对较短导光管光能利⽤率偏低的问题，采⽤导光管⼀端⼊光，另⼀端镀反射膜的⽅法，可显著提⾼光能利⽤率。
模拟结果表明，该类导光管光能利⽤率达到63%以上，亮度均匀性达到93%以上，可应⽤于⼤中型尺⼨的液晶背光模组中。
TracePro是⼀套普遍⽤于照明系统、光学分析、辐射度分析及光度分析的光线模拟软件。
⽐起传统的原形⽅法，TracePro在建⽴显⽰系统的原型时，在时间上和成本上要降低30－50%。
关键词：LED；导光管；光能利⽤率；TraceProAbstractMicro-opticalside-emitting light pipe can transform LED light from point source to linear source and it has the advantages of both LED and CCFL when used in LCD backlight module. In order to achieve good performance of light pipes with different lengths, this article, improves the light pipe model and introduces nonlinear correcting paramet - 12 -结束语 - 19 -致谢- 20 -参考⽂献 - 21 -第⼀章绪论1.1课题的研究背景及现实意义半导体技术是⼀种健康、节能、环保型照明产品。
使用LED规格书中获取LED光谱和光强配光曲线模型导入Tracepro,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,使用LED规格书中获取LED光谱和光强配光曲线, TracePro,表面光源生成器的使用实例1-获取LED光谱数据,打开Surface,Source,Property,Generator插件,,打开Surface,Source,Property,Generator插件。
,,,,插件整体界面。
,,,,首先，我们需要获取LED的光谱特性数据。
针对XP-G型号的光源，我们以5000K~8300K为例。
,光谱曲线导入方法,,从规格书中获取蓝色曲线为其光谱图。
,,,,将此图片复制并粘贴到插件的波长编辑器中。
点击波长编辑器右下角的helper 按钮展开光谱图形识别窗口。
,,,,光谱曲线定位,,开始进行光谱数据识别前，需要定义两个坐标点，即矩形窗口的左下角及右上角所代表的数据点。
,,点击Set,Ref,1，然后点击矩形窗口左下角即可看到一个蓝色的圈，此点代表波长为,400nm,相对强度为0。
,,将第二坐标修改为对应0.75,和,1。
,,,,点击Set,Ref,2，然后点击矩形窗口右上角即可看到一个蓝色的圈，此点代表波长为,750nm,相对强度为1。
,,开始光谱图形数据识别,,用鼠标连续的在蓝色光谱曲线上取点即可拟合出一条绿色的曲线。
,,为了保证数据准确，必须让绿色曲线和蓝色光谱尽量完全重合，如下图所示:,,光谱数据取样,,完成后，我们一次获得光谱数据。
将右下角的Auto,Sample更改为100，代表我们要获取这条光谱曲线上的100个数据采样。
,,然后点击，Sample按钮，这样我们获得了这100个采用的光谱数据。
,,TracePro,表面光源生成器的使用实例2-获取LED配光曲线,获取光强数据,, ,首先，获取XP-G,LED,5000K~8300K的光强数据-配光曲线。
,,,,我们使用Beam,Shape,Profile,Editer来获取光强数据。
