处显得一致,即胶体或有凹入或有凸起情形。通过模拟,可以大致了解到相关参数的变化,
为工程制定标准胶量提供依据。
a.凸起
如图
16 所示,设定凸起是高度为 0.1mm 的球缺,模拟可得发光角度及出光效率分别
为
122°、39.53%(见图 17)。
b.凹入
如图
18 所示,设定凹入是深度为 0.15mm 的球缺,模拟可得发光角度及出光效率分别
为
110°、36.28%(见图 19)。
C.与碗杯口齐平
如图
20 所示,使胶体表面与碗杯口齐平,模拟可得发光角度及出光效率分别为
116°、36.15%(见图 21)。
比较三种情形,可知凸起的胶体对出光效率更为有利,发光角度的大小与填充胶体的
高低(多少)的光系是正相关的。从应用光学理论的角度可以对此做简略的解释:光从光密
介质射入光疏介质时会在一定的入射角条件下发生全反射现象;就本例而言,胶体与碗杯
口齐平或凹入,其发生全反射的表面积都比胶体凸起的大,因此对出光效率更为不利。
4.2 发光强度分布
在实际的产品应用中,对
LED 封装产品的发光角度有特定的要求。以下为在不改变现
有支架结构的情况下,对雷曼大功率
LED 进行 60°发光角度产品的设计:
改变凸起透镜的形状,逐一模拟,可最终寻得合适的设计。图
22 中 a、b、c 透镜分别为
不同形状的凸起透镜结构示意图,对应的
Candela 图分别如图 23、图 24 和图 25 所示。
对比三者的模拟结果(见表
1),可知出光效率并没有明显的区别。c 类型的透镜所得
的发光角度约为
60°,符合本次光学设计要求。
5 结语
面对日益细分化的客户需求,通过
CAD 软件对 LED 封装设计进行模拟,这是工程设
计工作非常有益的补充。能否准确模拟光学效果,从而提高设计质量和效率、减少新产品开
发成本,是工程设计人员最为关注的,这需要对物料属性及软件特性不断地深入了解,在
实践中积累经验。本文提供了一些用简化模型模拟
LED 封装结构的操作思路和经验,欢迎
同行交流、指导。