照明透镜常用微结构生成方法介绍
来源:zjzl91 · 2021-12-31 发布 · 458次阅读

写在最前:前端时间偶然看到论坛有个兄弟的发帖,当时正好在做斐波那契数列费马螺旋式分布的微结构,从中获得灵感,本着人人为我,我为人人的原则,这里分享下我打微结构的方法。



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LED本身颜色缺陷使得在照明领域经常出现黄斑蓝斑等颜色不均的情况,尤其是在一些小角度灯上,下图所示就是一个两片式射灯设计和两米处的光斑,芯片用的Φ6的COB,可见准直较好时容易光源成像,下图中可以看到光源的芯片的排布,芯片正对的出光位置色温较高,芯片边上的位置则色温较低,不光是COB如此,其他单芯和双芯的LED也是一样。


为了使得颜色均匀一种方法就是透镜打微结构,下面来接受两纹理种打微结构的方式

方法一:用Lighttools直接生成,具体方法,在Lighttools里右键要生成的面,添加三维结构


接着在左侧系统浏览器里找到这个面修改参数


这里以元件形状球面排布六边形为例,具体参数如下




这样微结构就生成了,导出看看效果怎么样


然后看下仿真图,可以看到颜色混的较好了,但是仔细看还能看到黄斑,很多时候颜色问题无法通过微结构完全解决,还要利用其它方法配合才能得到一个较好的结果。


第二种:斐波那契数列费马螺旋式分布,其分布图如下所示,matlab代码如下,通过调节参数c和n可以改变分布的间隙和大小。其方法是把这些点导入到solidworks然后通过通过草图驱动整列生成微结构。

c=0.5;

n=0:1:1800;

r=c*sqrt(n);

phi=((3-sqrt(5))*pi)*n;

x = r.*cos(phi);

y = r.*sin(phi);

plot(x,y,'.'); axis equal;


为了方便导入于是我写了一个solidworks的宏其效果如下:


这里要特别注意:正常视图大小下用宏导入的点精度会不够,并没有生成完美的斐波那契数列费马螺旋式分布,这大概是solidworks的策略缘故,解决办法就是放大,把solidworks视图放大,导入就对了,下面再演示一下:



接着画个球顶然后草图驱动整列就完成了



这种方法相比上一种,微结构不规整分布,混光效果更好

Solidworks宏如下


总结:

文章介绍了两种最为常用生成微结构方法,这两种方法可以满足大部分照明需求,但是对于一些要求较高的灯具,光是微结构还是不够的,可以通过改变透镜结构使其光路原本就混光或者更换颜色均匀性更好的光源都可以改善颜色不均的情况。

下载Solidworks的宏,可以关注我的公众号《靠谱光学》,回复“2101”获得下载地址

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