针对精确建模的LED特性

Patrick Le Houillier和Mike Zollers表示，尽管LED生产商通过数据表（Data Sheet）和光线数据组（Ray Data Sets）提供了很多信息，但是有关他们产品的更多资料会帮助设计者们更加准确地进行系统建模。

当我们使用软件来设计LED的光学系统时，需要考虑很多LED的特性，如此才能进行精确建模。制造商在数据表中提供了这方面的信息；而且，他们还将测量结果以光线数据组的形式公布出来。光学设计者们非常赞赏业界这种愈加公开的做法，但还是希望生产商们可以进一步提供产品的细节。针对光学设计和建模中经常用到的４种LED，我们仔细调查了它们的细节特性，并解释了在哪种状况下必须考虑到上述细节，主要原因在哪里；同时对以什么途径提供这些数据给出了建议。要指出的是，每一个LED系统设计所需的信息会不止于此，本文提出的仅仅是多年来设计者们迫切希望得到的部分LED重要特性。


特性１：近场光分布

在LED系统建模时，LED准确的近场光分布（近场通常是指距离小于光源尺寸的10倍）通常被忽略。当然，一些光学设计（例如工作照明）可以在不知道LED近场光分布的条件下进行精确建模。工作照明简单的说就是LED直接照射一个远处的平面，中间没有阻挡物，因此无需考虑近场光分布。但是，如果在LED前面放入一片透镜，将LED芯片成像到同样的平面上时，近场光分布就需要考虑了。芯片的掩膜、导线、荧光粉等因素造成的光源空间不均匀性全都会成像到目标平面上。

在许多情况下，LED封装本身也需要精确的近场模型。荧光粉材料、白色漫反射塑料封装和多芯片都增加了光源的外观尺寸。通常，发光器的外观尺寸在空间是不均匀分布的，而且会随着视角变化。另一个需要考虑的是颜色，尤其是在荧光粉系统中，荧光粉在芯片或密封材料上的覆盖方式，可能会使得光在荧光粉中走过的路程不是常数，导致从荧光粉发出的光的颜色在不同视角下会发生变化。如果光学部件很靠近LED封装或者将LED芯片成像，就必需对光源进行近场建模。

遗憾的是，要在所有的情形下明确LED近场光分布对系统的重要性实非易事。当然，为了保证设计的准确性，你可以每次都将近场光分布纳入系统中，然而从成本的角度来说不切合实际，况且这种方法带来的局限性也不支持这么做。有两种方法可以初步建模近场光分布：使用光线数据组和一组完整的几何模型...

全文请参阅LEDC 2010年2月刊电子杂志：《针对精确建模的LED特性》

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