分享网友初次设计一个LED反光杯的过程
一点点的体会吧,一个工作不久的菜鸟艰难摸索过程。有错误高手别笑,帮忙指出,是一个LED手电筒的反光杯设计。
初始设计时,由于ID设计已经固定,反光杯的口径D是限定了的。再根据照明范围的要求,一米外泛光区域即最大的照明范围也是直径一米,确定口径深度比值大约是1:1左右。那么深度H也有了大致估计。
再考虑到中心光斑的要求是尽量小,也就是反射光线的出射角度要比较小,那么肯定是用一般的抛物面反光杯,什么CPC之类统统不是,这样曲线方程就确定了,根据D、H的值,可以计算出抛物线的焦距f。看看led的大小,Cree XP-E,恩,焦面的大小完全可以满足放置LED的需要。
因为以上的三个参数互相关联,而对深度H给出的要求是一个大致的范围,那么计算出来的 f 值也可以在1mm左右范围内浮动。考虑到这个设计的要求是尽量让出光角小。那么虽然焦距短些看起来对光源包容的角度更大,会聚能力更好。但是大的焦距会带来大的抛物面尺寸,意味着led芯片距离反射面越远,意味着芯片的形体尺寸相对整个系统越近似一个发光点,出射角才越小。所以在尽量做大焦距的时候,计算了一下LED芯片边缘相对焦点对抛物面的最大张角,大概是1.5度,那么整个出射角大约是3度。应该中心光斑不会太大。话说回来,要是真完全平行光,光斑的中心不就是一个黑斑了么。还是要个角度的。不管到底想法对不对,就这么做了。
实际把Cree的芯片接上电池包,裸灯点亮对着墙看了看,光看规格书不知道,XP-E的芯片边缘光线可真是一个黄啊!比XR的黄多了。不愧是便宜了将近一个美刀。随便罩上一个实验室翻出来的反光杯,果然就看见墙上照明区域中间一个大黄圈。太难看了,而且头疼的是老板还貌似挺在意这个黄圈。让做反光杯啥要求都不具体,就是说了不喜欢黄圈。根据之前网上狂搜的资料,得用橘皮杯。不知道工艺流程,不知道如何控制橘皮杯的光线范围,反正就是把光打散。
装了个Tracepro,模拟了一下以上分析试验出来的东西,橘皮不知道怎么模拟,明显不是diffuse white 一类的表面属性。想自定义一个,定义A、B、G散射参数,让大部分光还是按照反射定律方向走,但是最近事多,心里不静没耐心了,直接光面杯模拟,估计最多泛光范围上差一些。谁让自己软件不熟呢,临时抱佛脚看论坛里资料和例子学的。模拟的结果出来,照度map一点都不像,发愁了。有啃啃说明书,设置count点数,有点明白了。然后直奔实验室,用最好的那台机子,模拟两百万条光线,再设置了最小的照度值,这次还有点样子。看看软件模拟半光强角的范围,觉得和计算的范围比还是大了些。不过还是决定先做做样品再说,模拟的很多问题还是看不出来,比如那个黄圈我就没模拟出来,貌似Tracepro不能直接显示光谱的分布效果。等有时间了把波长设仔细点,分成不同颜色再看看。
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