基于LightTools的汽车仪表盘导光按钮设计

LightTools设计实例--汽车仪表盘导光按钮设计

LightTools自带增光片元件库和光源库，其增光片元件库包括3M公司所有的BEF和DBEF；其光源库包括4大LED公司(Agilent， Lumileds，Nichia，Osram)的近400种LED光源，对设计LED照明的LCDTV有极大的方便。传统导光板的网点设计更是及其方便，既可以模拟二维印刷点排布，也可以模拟三维的微结构铺设，目前微结构网点包括五种形状：球、棱镜、金字塔、圆锥、圆柱，极大的提高设计者的工作效率。


Cybernet中国使用LightTools对汽车仪表盘导光按钮的设计如下：

重点：采用两颗小功率LED，实现导光按钮上的三个字母均匀发光。

设计步骤

LED光源模拟仿真
导光按钮的几何建模
几何模型的材料属性、光学属性设定
受光分析面,亮度计的设置
光线追迹，结果分析
根据分析结果修改按钮的几何模型，重复光线追迹过程，直至模拟仿真结果达到系统设计要求。(采用LT的优化模块,可代替繁琐的模型更改,缩短项目开发周期)
针对LED光源仿真这里简单说明一下参数，光源模型中都有详尽的参数设定
以下介绍主要的参数 （根据模拟目的不同,需要的参数也不同）
光束(lm)或者是辐射功率(mW)
光谱特性
配光分布
空间強度分布

根据波长范围进行光源定义
LightTools可以高效灵活的设定光源.
LightTools可以提出包含面,体积的面光源和体积光源的定做方案.
LightTools中Ray Data的设定,可以使用Radiant Imaging测定的光源.
以放射量或测光能量为单位可以在光源中定义全部光能量.
用户定义的Aim领域和Aim锥体可以引出最佳性能.
为了配合这个高效的功能,计划在光源中定义连续的光谱.
LightTools在导光按钮的几何建模上更有强大的内置建模能力

通过Solidworks Link模块 LightTools完全继承来自SolidWorks的特征树可为使用过Solidworks的工程师提供熟悉的设计环境。双向式数据交流功能保证了在LightTools 和Solidworks中的特征实时同步。

高精确度的仿真结果比较

下方图片是照明解析的结果,对应从按钮中文字的位置(受光面)发射出的光线的照度分布输出。对应上图的矩形图,用不同的颜色表示能量的大小。从如下照度分布图中我们可以分析此系统的仿真结果基本达到设计要求。
蒙特卡罗光线追迹

LED光源，按钮模型，受光面参数均设定好之后方可进行光学仿真，仿真采用蒙特卡罗光线追迹。