LightTools运用:导光管设计实用工具(1)

2018-04-04

简介

导光管设计(LGD)实用工具允许用户创建和优化导光管系统,可用于导光管光通量的利用率优化以及照明方向上的均匀性优化。

此次实例为一个直线型光导管的设计,在它的两端各有一颗LED光源,背面为球形网点,这样可以产生更平滑的光线分布。该灯具用于点亮车门正下方的区域,以避免踩入水坑。

现在我们开始设计:

1.创建导光管并添加球形网点

2.在导光管的两个端口添加光源

3.使用LGD间隙调整程序设置网点以及接收器边界

4.通过改变球形网点表面的深度来优化导光管的空间分布

5.使用适合双端系统的优化算法进行优化

这次设计的目的是:沿着光导管长度方向实现较好的均匀性,并照亮车门与驾驶员下车区域的地面。


图1.实际效果图

打开LightTools并启动LGD设计实用工具:依次选择LibraryTools>UtilityLibrary,并在打开的窗口选择Geometry>LightGuideDesigner


图2.LGD实用工具

设置导光管:

1.在Examples栏,设置StraightGuideLength为800mm

2.设置Gap为0

3.点击LightGuideSystem并在LightGuide栏设置ShapeType为PartialCircle

4.更改FlatWidth为2.5mm

5.返回Examples栏并点击CreateExampleSystem

6.最小化LGD对话框


图3.导光管系统设置

设置球形网点结构:

1.在系统导航中打开导光管网点添加表面的属性对话框

2.在Geometry栏,设置ElementShape为Sphere并点击Apply

3.在Placement栏,选择ShiftedRectangle并点击Apply

4.在Placement栏设置如下参数:

-设置Uspacing为0.00055,Vspacing为0.2

-设置BothOffset为0

-设置ShiftOffset为0.125

5.点击Apply

6.在Shape栏,设置MaximumHeight和Radius为0.25mm,点击Apply


图4.网点设置

设置Gaps和光源

1.回到LGD界面

2.点击LightGuideSystem栏,并选择SourcesandReceivers选项卡

3.点击AddSourcesatEndofPath栏

4.设置Flux为50lumens

5.点击AddSources

6.设置StartGaps和EndGaps为10

7.点击AdjustPathReceiver/Textures


图5.Gaps和光源设置

创建立方体

1.在LightTools3D视图界面创建一个立方体,任意位置

2.设置坐标为:xyz4000-3.2,Alpha=Beta=Gamma=0

3.设置几何体:长宽高=1*800*2.5


图6.创建立方体

创建一个立方体反射器

1.选择立方体

2.右键点击并在下拉菜单中选择EditAllSelected>OpticalProperties,继续选择CreateandAssignNewOpticalProperty

3.选择SimpleScattering模式,并点击Apply

4.当SharedPropertiesWarning弹出后点击OK

5.选择LambertianScattering散射模式

6.设置反射率为90%然后点击OK,并关闭对话框


图7.反射器光学属性设置

设置优化

1.关闭LGD对话框

2.回到OptinizationDialog对话框

3.在Setup栏,点击RefreshParameterLists

4.设置TextureParameter为MaximumHeight–我们将此参数作为优化变量

5.点击ExpandControls

6.在SpatialAnalysis栏,设置NumberofBins为34

7.设置CurrentMaxValue为0.25

8.点击EvaluateMF


图8.优化设置

优化:

1.在OptimizationConyrols栏,设置Iterations为5

2.取消OptimizePathAnglewithSpatialDistribution–优化路径角度对球形网点目标没有意义

3.设置LinkMinimumTextureto选项为NoValue(Sourceatbothends)

4.最后在SettheForwardRaysTo:栏输入100,000光线,点击SettheForwardRaysTo按钮设置光线

5.点击Optimize:MaximumHeight

6.相对光通量(左边红色曲线)开始变得更加均匀–请注意:蓝色曲线(相对网点小球深度)接近对称


图9.优化

未完待续......

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