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照明案例:混色导光管
时间:2016-08-25 21:32来源:未知作者: infotek点击:打印
发光二极管,或者LED,近几年已经超越了白炽灯光源,应用也越来越广泛。LED具有尺寸小、发光效率高、使用寿命长[1]等优点。LED也有光学工程师必须处理的不良特性,比如混色和准直的需要。在这个例子中,我们看一个混合准直透镜的示例。
 
FRED模型
 
如手电筒示例中所示[2],白光可以使用具有蓝光发射芯片和黄色荧光粉的LED来创建。产生白光的另一种方法是以适当的比例混合红光、绿光和蓝光。这种方法可以更准确的控制色温。如果将红色、绿色和蓝色靠在一起放置,颜色将最终在足够大的距离上混合。然而,辐照度分布在更大的区域,且不是空间均匀的(图1)。
 
图1.来自RGB LED两个距离处的彩色图像:14.5mm(左)和100mm(右)。每个LED直径为4.79mm。
 
为了在受控区域内均匀地混合波长,可以构造一个塑料的六边形光管。光管是由布尔操作来创建的。第一个Boolean组件是尺寸为14*14*100(宽*高*长)的矩形块,再添加四个相同尺寸的矩形块。移动并旋转这些矩形块,让它们裁剪第一个矩形块的每个角,最终成为一个六角棒。
 
 
图2.使用Element Boolean函数的六角棒的创建。左:剪裁前的矩形块。中:Boolean操作。右:剩余的六角棒形状
 
模拟光管的另一个方法是创建一个由分段曲线(六边形的每个点)组成的自定义元件,然后拉伸成为一个柱状面。
 
执行RGB LED通过光管的光线追迹后,均匀的色彩混合产生了。然而,色温太暖:红色占据了彩色图。一旦LED之间的相对功率输出经过调整,可以在彩色图像上获得白光(图3)。
 
 
图3 具有相等RGB功率输出的100mm长六边形光管末端的彩色图像。右:调整后RGB功率输出(0.4W,1.0W,0.7W)的彩色图
 
相关的FRED文件可以从可在此下载 知识库
 
[1] “New Report Explores the Global Industrial and Commercial LED Lighting Market to Be Propelled by Government Prohibition on the Use of Incandescent Lamps.” WhaTech. September 28, 2015. Accessed September 29, 2015.
[2] http://www.infotek.com.cn/html/17/20160620702.html
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