基于LightTools的汽車儀表盤導光按鈕設計

LightTools設計實例--汽車儀表盤導光按鈕設計

LightTools自帶增光片元件庫和光源庫，其增光片元件庫包括3M公司所有的BEF和DBEF；其光源庫包括4大LED公司(Agilent， Lumileds，Nichia，Osram)的近400種LED光源，對設計LED照明的LCDTV有極大的方便。傳統導光板的網點設計更是及其方便，既可以模擬二維印刷點排布，也可以模擬三維的微結構鋪設，目前微結構網點包括五種形狀：球、棱鏡、金字塔、圓錐、圓柱，極大的提高設計者的工作效率。

Cybernet中國使用LightTools對汽車儀表盤導光按鈕的設計如下：

重點：采用兩顆小功率LED，實現導光按鈕上的三個字母均勻發光。

設計步驟

LED光源模擬仿真
導光按鈕的幾何建模
幾何模型的材料屬性、光學屬性設定
受光分析面,亮度計的設置
光線追跡，結果分析
根據分析結果修改按鈕的幾何模型，重復光線追跡過程，直至模擬仿真結果達到系統設計要求。(采用LT的優化模塊,可代替繁瑣的模型更改,縮短項目開發周期)
針對LED光源仿真這里簡單說明一下參數，光源模型中都有詳盡的參數設定
以下介紹主要的參數 （根據模擬目的不同,需要的參數也不同）
光束(lm)或者是輻射功率(mW)
光譜特性
配光分布
空間度分布

根據波長范圍進行光源定義
LightTools可以高效靈活的設定光源.
LightTools可以提出包含面,體積的面光源和體積光源的定做方案.
LightTools中Ray Data的設定,可以使用Radiant Imaging測定的光源.
以放射量或測光能量為單位可以在光源中定義全部光能量.
用戶定義的Aim領域和Aim錐體可以引出最佳性能.
為了配合這個高效的功能,計劃在光源中定義連續的光譜.
LightTools在導光按鈕的幾何建模上更有強大的內置建模能力

通過Solidworks Link模塊 LightTools完全繼承來自SolidWorks的特征樹可為使用過Solidworks的工程師提供熟悉的設計環境。雙向式數據交流功能保證了在LightTools 和Solidworks中的特征實時同步。

高精確度的仿真結果比較

下方圖片是照明解析的結果,對應從按鈕中文字的位置(受光面)發射出的光線的照度分布輸出。對應上圖的矩形圖,用不同的顏色表示能量的大小。從如下照度分布圖中我們可以分析此系統的仿真結果基本達到設計要求。
蒙特卡羅光線追跡

LED光源，按鈕模型，受光面參數均設定好之后方可進行光學仿真，仿真采用蒙特卡羅光線追跡。