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照明案例:混色导光管
infotek


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2020-11-11 09:40 查看他的注册信息   查看他的Blog 给他发送悄悄话 引用并回帖 搜索他发表的帖子 复制到剪贴板. 
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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





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238 照明案例:混色导光管 infotek 796 2020-11-11 09:40

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