引言當(dāng)前全球能源短缺以及LED普及的背景下，節(jié)約能源是我們未來(lái)面臨的重要的問(wèn)題，在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以L(fǎng)ED為代表的新型照明光源時(shí)代。LED被稱(chēng)為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。高節(jié)能：節(jié)能能源無(wú)污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗（單管0.03-0.06瓦）電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。壽命長(zhǎng)：LED光源有人稱(chēng)它為長(zhǎng)壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹(shù)脂封裝，燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上。體積小：隨著科技發(fā)反正，LED的封裝尺寸也變得越來(lái)越小，LED尺寸小，燈具的設(shè)計(jì)尺寸相應(yīng)的也精巧。利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒(méi)有紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)，既沒(méi)有熱量，也沒(méi)有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒(méi)有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。多年來(lái)，LED照明以其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，已受到國(guó)家和各級(jí)政府的重視，各地紛紛出臺(tái)相關(guān)政策和舉措加快LED燈具的發(fā)展；LED燈的應(yīng)用由于LED燈有其它燈具無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，LED燈正以非常快的速度發(fā)展并逐漸取代其他燈具，現(xiàn)在LED燈已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各照明領(lǐng)域中。由于LED體積小，應(yīng)用靈活，可以排列成各種形狀，能夠用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行控制，所以可以顯示出文字、圖像、動(dòng)畫(huà)、影視等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的圖案。在2008年的北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上，LED燈就顯示了它無(wú)盡的魅力和優(yōu)勢(shì)。LED被大量使用在公眾顯示器中，如各種信號(hào)燈、景觀照明、廣場(chǎng)街道的美化、公共娛樂(lè)場(chǎng)所美化、舞臺(tái)效果照明、建筑照明等。在液晶顯示器中，LED被用作電腦、電視機(jī)和手機(jī)等顯示屏幕的背光源。

在交通道路上，LED已經(jīng)用于可控節(jié)能型路燈照明、隧道燈照明、立交橋照明、交通信號(hào)燈等。在汽車(chē)燈具方面，現(xiàn)在許多轎車(chē)的制動(dòng)燈、位置燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、后霧燈、倒車(chē)燈等燈具都開(kāi)始采用LED光源。隨著LED技術(shù)的不斷提高，技術(shù)問(wèn)題不斷得到解決，大功率LED燈具的不斷出現(xiàn)，LED在室內(nèi)照明、汽車(chē)燈具、演播廳、觀片燈等領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加普及。

LED雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是在燈具設(shè)計(jì)時(shí)也存在著許多不足，燈具設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題有待進(jìn)一步改進(jìn)和解決，下面從幾個(gè)方面對(duì)之進(jìn)行了討論。1.燈具的光衰

燈具的光衰，是指光學(xué)系統(tǒng)和燈具結(jié)構(gòu)對(duì)光源光通量的消極影響，外界環(huán)境中灰塵和微粒對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的污染造成照度過(guò)早減弱的現(xiàn)象等。燈具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，反射罩選材、形狀、體積及密封方式都要慮及光衰問(wèn)題。2.光源保護(hù)在燈具設(shè)計(jì)中要確保光源有可靠的電連接，接觸電阻小，受振后不會(huì)松脫。

為保護(hù)光源，延長(zhǎng)光源壽命，燈具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一定要科學(xué)合理。為了增強(qiáng)燈具的散熱能力，應(yīng)合理制造反射罩的形狀和大小，可適當(dāng)擴(kuò)大燈具體積，增加散熱面積，使光源工作在適合的溫度下，確保性能穩(wěn)定，安全可靠。3.熱輻射問(wèn)題和熱能利用

光源除反射可見(jiàn)光外，還有大量熱輻射產(chǎn)生，熱輻射能夠使燈具體內(nèi)溫度過(guò)高，影響光源使用壽命，使燈具的材料過(guò)早老化，更危險(xiǎn)的是可能引起漏電、火災(zāi)等，所以，在燈具設(shè)計(jì)時(shí),要盡量選用耐熱的材料和低輻射的光源，條件不允許時(shí)，應(yīng)該選用諸如石棉等導(dǎo)熱性能較差的材料來(lái)隔絕光源與耐熱性能差的照明器材料及部件，也可以借用散熱的方法，例如，散熱片、反射板，將熱輻射折射出去，還可以依靠風(fēng)扇等強(qiáng)制空氣流通，使熱量盡快散掉。在室內(nèi)照明負(fù)荷多達(dá)20-40W/m2時(shí)，熱能的利用就變得十分重要，目前已經(jīng)有關(guān)空調(diào)燈具的研究，目的在于有效利用光源產(chǎn)生的大量熱輻射。4.燈具設(shè)計(jì)應(yīng)該功能和美觀相結(jié)合

照明燈具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是根據(jù)功能要求和環(huán)境條件，選擇合適的燈具，并將照明功能和裝飾效果協(xié)調(diào)統(tǒng)一。燈具是功能產(chǎn)品，同時(shí)也是豐富的信息載體和文化形態(tài)，是相應(yīng)歷史時(shí)期人們審美情趣、科技水平、功能需要的綜合體現(xiàn)，燈具設(shè)計(jì)應(yīng)該在功能、選材、造型、色彩、工藝等多方面同時(shí)兼顧。燈具設(shè)計(jì)還應(yīng)該考慮到燈具與相關(guān)空間環(huán)境的整體關(guān)系，不光照明，燈具的審美也離不開(kāi)所處的環(huán)境，能夠與環(huán)境融為一體。5.燈具的一體化設(shè)計(jì)

近幾年，新的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方式不斷涌現(xiàn)，家具、陳設(shè)品、燈具甚至空間的界面造型不再是各自獨(dú)立的裝飾元素，而是經(jīng)常被以各種方式結(jié)合成一體，即發(fā)揮了它們的裝飾效果，又?jǐn)U大了室內(nèi)的空間

第1章課題整體框架 11.1課題任務(wù) 11.2課題要求 11.3研究意義 1第2章TracePro軟件簡(jiǎn)介 22.1仿真軟件簡(jiǎn)介 22.1.1TracePro簡(jiǎn)介 2第3章設(shè)計(jì)方案 43.1功能實(shí)現(xiàn)及原理介紹 43.1.1功能實(shí)現(xiàn)描述 43.1.2導(dǎo)光板原理介紹 43.1.3反光紙?jiān)斫榻B 43.1.4散光板原理介紹 43.2LED選型及排布 43.2.1LED選型 43.2.2陣列排布選擇 43.3建模及屬性參數(shù)設(shè)置 43.3.1燈殼建模及參數(shù)設(shè)置 43.3.2燈罩建模及參數(shù)設(shè)置 43.3.3導(dǎo)光板建模及參數(shù)設(shè)置 43.3.4反光紙建模及參數(shù)設(shè)置 43.3.5LED建模及參數(shù)設(shè)置 43.3.6LED陣列排布 43.3.7底蓋建模 43.3.8燈罩表面接受面創(chuàng)建 4第4章光學(xué)模擬及修改 134.1光學(xué)模擬 134.2模擬及結(jié)果查看 134.3原因查找及修改方案制定 134.4不同方案光學(xué)模擬及結(jié)構(gòu) 134.4不同方案光學(xué)模擬及結(jié)構(gòu) 134.5最終方案確認(rèn) 134.6實(shí)現(xiàn)展示 25第5章總結(jié) 28參考文獻(xiàn) 29致謝 30附錄 311.1課題任務(wù)LED作為新一代光源，其已經(jīng)大量普及，其節(jié)能，環(huán)保，壽命長(zhǎng)，體積小等優(yōu)點(diǎn)，使市場(chǎng)應(yīng)用前景很大，發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)不可擋。就民用燈具市場(chǎng)而言，現(xiàn)目前LED燈具存在尺寸大，照度不均勻等問(wèn)題，本論文將用TracePro軟件設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足《GBT30413-2013嵌入式LED燈具性能要求》4.3分類(lèi)要求一款LED平板燈，燈具部分尺寸控制在300mm*300mm*20mm，照度均勻，出光面照度比＜2。1.2課題要求本次課題要求用TracePro軟件設(shè)計(jì)LED燈具模型，并進(jìn)行光學(xué)仿真。使LED平板燈出光面照度均勻，照度之比＜2.照度之比：最大照度與最低照度之比。1.3研究意義LED平板燈也叫LED面板燈，是一款高檔的室內(nèi)照明燈具，其外邊框由鋁合金或者塑料材質(zhì)制作，光源為L(zhǎng)ED，經(jīng)過(guò)高透光率的導(dǎo)光板，形成均勻照度，光線(xiàn)柔和的光效，整個(gè)燈具設(shè)計(jì)美觀簡(jiǎn)潔、大氣，既有良好的照明效果，又有裝修整體一致性，主要適用于酒店、寫(xiě)字樓、辦公場(chǎng)所、室內(nèi)場(chǎng)所等有吊頂?shù)膱?chǎng)所。在LED平板燈中，側(cè)光式結(jié)構(gòu)因可以更薄、更輕，所以在平板燈市場(chǎng)有很大的優(yōu)勢(shì)。LED平板燈中關(guān)鍵部件為導(dǎo)光板，在其中占的成本比較高，因此對(duì)導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化具有重要的意義。隨著電腦的普及和光學(xué)設(shè)計(jì)軟件功能的逐步完善，使很多設(shè)計(jì)變成了可能，這也有效的推動(dòng)了導(dǎo)光板設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。本文借助光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Tracepro，采用矩陣分布，通過(guò)模擬仿真，將導(dǎo)光板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而達(dá)到出光面照度均勻。2.1仿真軟件簡(jiǎn)介T(mén)racePro是美國(guó)LambdaResearchCo．所開(kāi)發(fā)的一套光學(xué)仿真軟件，是一套普遍用于照明系統(tǒng)、光學(xué)分析、輻射度分析及光度分析的光學(xué)仿真軟件。與其它的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件相比，TracePro既具有真實(shí)立體模型的建模方法，又兼具強(qiáng)大的光學(xué)分析功能。尤為可貴的是，它是第一套以符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ACIS(立體模型繪圖軟件)技術(shù)為核心的光學(xué)軟件。設(shè)計(jì)一個(gè)照明系統(tǒng)，首要任務(wù)是建立一個(gè)實(shí)體模型，TracePro跟3D實(shí)體模型的兼容性非常的高，可以將AutoCAD、MechanicalDesktop、CADKEY等機(jī)械制圖軟件設(shè)計(jì)的模型直接導(dǎo)入，也可從非ACIS內(nèi)核的光學(xué)設(shè)計(jì)程序（OSLO、ZEMAX、CodeV等）導(dǎo)入光學(xué)鏡頭。除此之外，你也可以自己創(chuàng)建一立體模型，TracePro自帶的建模功能，可以建立塊，柱，錐，球面和薄板，也允許你建立在光機(jī)一體機(jī)中常見(jiàn)的光學(xué)元件，如菲涅耳透鏡（Fresnellens），反射體（reflector），燈管（tube）等。一些非規(guī)則的復(fù)雜模型，可通過(guò)布爾運(yùn)算建立，布爾運(yùn)算包含：相交，相減，聯(lián)合。通過(guò)Sweep（填充延伸）和Revolve（旋轉(zhuǎn)）命令對(duì)可以模型進(jìn)行修改。不僅如此，TracePro還具有強(qiáng)大的物件(Object)編輯功能，移動(dòng)、選裝、縮放、剪切、復(fù)制、粘貼、插入等操作都非常方便直觀，操作風(fēng)格與Windows基本相同。作為光學(xué)仿真軟件，實(shí)際物體與仿真結(jié)果中的光線(xiàn)的分布與光強(qiáng)一致或基本相同，才有實(shí)際意義。TracePro用“普適光線(xiàn)追跡”技術(shù)來(lái)追跡光線(xiàn)，這種技術(shù)允許你引入光線(xiàn)到一個(gè)模型，而在物件和表面相交處并沒(méi)有引起額外的損失。在每個(gè)交點(diǎn)，個(gè)體光線(xiàn)遵從吸收、反射、折射、衍射和散射定律。符合實(shí)際的光路走向，使所設(shè)計(jì)的模型都能正確的分析出來(lái)。TracePro同時(shí)還具有強(qiáng)大的光學(xué)分析功能。分析菜單提供多種方法來(lái)顯示光線(xiàn)追跡數(shù)據(jù)。DisplayingRays（顯示光線(xiàn)）和RaySorting（選擇光線(xiàn)），讓你觀察數(shù)據(jù)是否是你期待的結(jié)果。IrradianceMaps（光照分析圖）、RayTables（入射光線(xiàn)表格）和PolarizationMaps（光偏正分析圖）提供每一個(gè)表面的模擬結(jié)果。CandelaPlots（光強(qiáng)分布圖）顯示模型中光線(xiàn)數(shù)據(jù)的角度分配。VolumeFluxViewer（光通量）能夠觀察模型內(nèi)部的流量分布。ReportsMenu（報(bào)告菜單）幫助你完成分析光線(xiàn)數(shù)據(jù)和模型的多種報(bào)告形式。Tools(工具)菜單包括附加的功能來(lái)幫助你完成光線(xiàn)追跡結(jié)果。TracePro主要功能1、光強(qiáng)分布

2、系統(tǒng)光效、亮度、照度分布

3、光照實(shí)景渲染

4、熒光粉熒光效應(yīng)

5、在照明和成像系統(tǒng)中光的分布情況

6、系統(tǒng)每個(gè)元件及物面上流明的入射、吸收及照度分布情況

7、對(duì)照明精確的建模和性能分析

8、界面簡(jiǎn)潔直觀，易于操作，友好的設(shè)計(jì)便于分析師和工程師的運(yùn)用

9、能與CADSolidworksAutoCadProEngineer等格式3D模塊接TracePro應(yīng)用范圍TracePro具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域能模擬所有的類(lèi)型的顯示系統(tǒng)、照明系統(tǒng)，從背光到前光、光管、光纖以及LCD投影系統(tǒng)，目前廣泛應(yīng)用于汽車(chē)照明系統(tǒng)（前頭等、尾燈、內(nèi)部及儀表照明）、望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)、紅外線(xiàn)成像系統(tǒng)、導(dǎo)光管、投影顯示系統(tǒng)、背光源系統(tǒng)等。TracePro可以同時(shí)或個(gè)別考慮反射、折射、吸收、雙向散射(BSDF)、體散射(bulkscatter)、漸變折射(gradientindex)、光學(xué)薄膜(thinfilmstack)、熒光粉(Fluorescence)及偏振膜(polarization)等光學(xué)材料行為。搭配MonteCarlo的統(tǒng)計(jì)采樣計(jì)算方法，其光線(xiàn)追跡的結(jié)果十分可靠，能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)光學(xué)行為。TracePro是一套與工業(yè)設(shè)計(jì)軟件可以快速而輕易接軌的光學(xué)分析軟件，能顯著提升企業(yè)對(duì)產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新的能力；而其準(zhǔn)確可靠的分析能力，使其在全球與臺(tái)灣的市場(chǎng)占有率都非常的杰出，并被各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)廣泛地使用。3設(shè)計(jì)方案3.1功能實(shí)現(xiàn)及原理介紹3.1.1實(shí)現(xiàn)功能描述此LED平板燈可以看做是一個(gè)高亮度的背光源，采用正方形結(jié)構(gòu)側(cè)發(fā)光結(jié)構(gòu)，四側(cè)布置LED，通過(guò)導(dǎo)光板的全反射原理，將LED發(fā)散的光線(xiàn)反射出去。導(dǎo)光板的作用是將LED光源從側(cè)面射入的光線(xiàn)改變傳播方向，轉(zhuǎn)變?yōu)檎娉錾涞木鶆虻拿婀庠础９饩€(xiàn)在進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi)后將發(fā)生全反射而不能夠從導(dǎo)光板中射出，所以導(dǎo)光板的下表面設(shè)置有微結(jié)構(gòu)，通過(guò)微結(jié)構(gòu)的散射作用破壞光線(xiàn)的全反射條件，使光線(xiàn)能夠均勻的從正面出射。反射層的作用是將從導(dǎo)光板中下表面透出的光線(xiàn)回收利用，以提高光能的利用率。擴(kuò)散膜的作用是將從導(dǎo)光板中出射的光線(xiàn)霧化，盡量減小光出射的明暗差，進(jìn)一步提高出光的均勻度。此LED平板燈包含燈罩、導(dǎo)光板、反光紙、燈殼、底座、線(xiàn)路板總成。LED均勻布置在線(xiàn)路板上。根據(jù)《GBT30413-2013嵌入式LED燈具性能要求》為了精巧設(shè)計(jì)尺寸，將此LED平板燈的燈具部分的大小尺寸控制在直徑300mm*300mm、厚度控制在35mm以?xún)?nèi)。3.1.2導(dǎo)光板原理介紹導(dǎo)光板的基本工作原理是：當(dāng)光線(xiàn)從側(cè)面進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi)后，由于它運(yùn)用了折射、透射與全反射的原理，將點(diǎn)光源或線(xiàn)光源轉(zhuǎn)換成面光源，光線(xiàn)將在導(dǎo)光板內(nèi)向前傳播而不能夠從正面出射，所以導(dǎo)光板的下表面設(shè)置有具有一定排布規(guī)律的微結(jié)構(gòu)陣列，通過(guò)微結(jié)構(gòu)的散射作用，破壞光線(xiàn)的全反射條件，以此達(dá)到光線(xiàn)的均勻出射。3.1.3反光紙?jiān)斫榻B反光紙功能是將未被散射的光源反射再進(jìn)入光傳導(dǎo)區(qū)內(nèi)，其本身對(duì)光源亦稍微有散射的效應(yīng)；。圖是反射片的工作原理圖。反射片的工作原理圖3.1.4散光板原理介紹散光板的主要功能是將光線(xiàn)均勻化。圖2-11擴(kuò)散板原理圖3.2LED選型及排布3.2.1LED選型LED英文為（lightemittingdiode），LED燈珠就是發(fā)光二極管的英文縮寫(xiě)簡(jiǎn)稱(chēng)LED，這是一個(gè)通俗的稱(chēng)呼。發(fā)光原理:PN結(jié)的端電壓構(gòu)成一定勢(shì)壘，當(dāng)加正向偏置電壓時(shí)勢(shì)壘下降，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U(kuò)散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會(huì)出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴(kuò)散，構(gòu)成對(duì)P區(qū)少數(shù)載流子的注入。這些電子與價(jià)帶上的空穴復(fù)合，復(fù)合時(shí)得到的能量以光能的形式釋放出去。LED分類(lèi)：分為插件式和貼片式插件式LED貼片式LED隨著LED產(chǎn)業(yè)的反發(fā)展，以及自動(dòng)化的應(yīng)用，貼片式LED的焊接和自動(dòng)化程度要優(yōu)于插件式LED，并且貼片LED直接通過(guò)SMT設(shè)備高速自動(dòng)化焊接質(zhì)量及效率要高于插件式LED，采用自動(dòng)化SMT貼片焊接，使得制造工藝簡(jiǎn)化，大大節(jié)約人力、節(jié)約成本。故此LED平板燈采用貼片LED.根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9473-2017中關(guān)于LED的要求，以及對(duì)色溫及顯色指數(shù)的的考慮。最終選擇歐司朗EW3528D-0201-0558為本次臺(tái)燈設(shè)計(jì)用LED，具體參數(shù)如下：1、規(guī)格尺寸2、配光曲線(xiàn)3、光通量3.3建模及屬性參數(shù)設(shè)置3.3.1燈殼建模及參數(shù)設(shè)置《GBT30413-2013嵌入式LED燈具性能要求》4.3分類(lèi)，LED平板燈燈具部分尺寸控制在300mm*300mm*20mm，在TracePro中建立燈殼模型。打開(kāi)TracePro，創(chuàng)建燈殼。●從“插入”下拉菜單中，選擇“幾何物件”命令。●選擇“方塊”模型，輸入寬度X=300，Y=300，Z=20，中心位置（0,0，-10）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建第一個(gè)方塊。●從“插入”下拉菜單中，選擇“幾何物件”命令。●選擇“方塊”模型，輸入寬度X=296，Y=296，Z=30，中心位置（0,0，-12）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建第二個(gè)方塊。●求差集，選擇第一個(gè)方塊，按住Ctrl鍵，選擇第二個(gè)方塊，最后點(diǎn)擊差集，求差●選擇“方塊”模型，輸入寬度X=296，Y=296，Z=50，中心位置（0,0，0）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建第3個(gè)方塊。●求差集，完成燈殼模型設(shè)計(jì)●燈殼屬性設(shè)置，為了降低LED平板燈的重量，使其輕量化，燈殼的材質(zhì)選擇鋁合金。通過(guò)“點(diǎn)選物面”命令，并按住Ctrl鍵選擇燈殼的內(nèi)表面，點(diǎn)擊右鍵，選擇“屬性”命令，在應(yīng)用特性“表面”中，目錄選擇“ALCOA”，名稱(chēng)選擇“Alumibrite”。將表面設(shè)置成鋁材面。點(diǎn)擊應(yīng)用，完成燈殼屬性設(shè)置。3.3.2燈罩建模及參數(shù)設(shè)置●選擇“方塊”模型，輸入寬度X=290，Y=290，Z=1，中心位置（0,0，-2.5）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建燈罩●燈罩屬性設(shè)置，為使燈罩出光均勻，并且光線(xiàn)柔和，燈罩材質(zhì)選擇有散光特性的PC材料。點(diǎn)擊剛剛創(chuàng)建好的燈罩，點(diǎn)擊右鍵，選擇“屬性”命令，在應(yīng)用特性“材料”中，目錄選擇“Plastic”，名稱(chēng)選擇“Polycarb”。在應(yīng)用特性“體散射”中，目錄選擇“Default”，名稱(chēng)選擇“HumanDermiswithPlexusSuperficialis”，點(diǎn)擊應(yīng)用，完成燈殼屬性設(shè)置。3.3.4導(dǎo)光板建模及參數(shù)設(shè)置●選擇“方塊”模型，輸入寬度X=290，Y=290，Z=5，中心位置（0,0，-5.5）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建導(dǎo)光板●導(dǎo)光板屬性設(shè)置，為保證有很好的光學(xué)特性，導(dǎo)光板材質(zhì)選擇PMMA材料。點(diǎn)擊剛剛創(chuàng)建好的導(dǎo)光板，點(diǎn)擊右鍵，選擇“屬性”命令，在應(yīng)用特性“材料”中，目錄選擇“Plastic”，名稱(chēng)選擇“PMMA”,點(diǎn)擊應(yīng)用，完成導(dǎo)光板屬性設(shè)置。3.3.2反光紙建模及參數(shù)設(shè)置●選擇“方塊”模型，輸入寬度X=290，Y=290，Z=1，中心位置（0,0，-3）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建反光紙●反光紙屬性設(shè)置，為了增加LED光線(xiàn)的利用率，通過(guò)在導(dǎo)光板背部粘貼反光紙來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)“點(diǎn)選物面”命令，選擇反光紙與導(dǎo)光板接觸的表面，點(diǎn)擊右鍵，選擇“屬性”命令，在應(yīng)用特性“表面”中，選擇“Default”，名稱(chēng)選擇“coldMirror”。將表面設(shè)置成反射鏡面。點(diǎn)擊應(yīng)用，完成反光紙屬性設(shè)置。3.3.5LED建模及參數(shù)設(shè)置創(chuàng)建LED模型，根據(jù)所選的統(tǒng)明亮3528LED，依次創(chuàng)建4顆LED●LED1：選擇“方塊”模型，輸入寬度X=1.2，Y=3.5，Z=2.8，中心位置（146,142，-5.5）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建LED1●LED2：選擇“方塊”模型，輸入寬度X=3.5，Y=1.2，Z=2.8，中心位置（142,146，-5.5）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建LED2●LED3：選擇“方塊”模型，輸入寬度X=3.5，Y=1.2，Z=2.8，中心位置（-142,-146，-5.5）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建LED3●LED4：選擇“方塊”模型，輸入寬度X=1.2，Y=3.8，Z=2.8，中心位置（-146,-142，-5.5）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建LED4LED光源參數(shù)設(shè)定，依次設(shè)定4顆LED光源參數(shù)●從“定義”下拉菜單中，選擇“表面光源設(shè)定”命令，并選擇LED發(fā)光面。根據(jù)LED選型得知LED的光通量，選擇Q3與R3之間，光通量選擇24lm。在表面光源中，發(fā)射形式選擇“光通量”，單位選擇“光度學(xué)”，場(chǎng)角分布選擇“Lambertian發(fā)光型場(chǎng)”總光線(xiàn)數(shù)設(shè)置10000條，光通量設(shè)置24lm，波長(zhǎng)為0.5461，點(diǎn)擊“應(yīng)用”，完成LED表面光源參數(shù)設(shè)置。3.3.6LED陣列排布參考相關(guān)論文文獻(xiàn)可知，LED是一種非相干光源，幾個(gè)LED對(duì)平面上某一區(qū)域的光照度為單個(gè)的疊加。如果要讓兩個(gè)同一平面的LED光照度均勻性較好，要滿(mǎn)足d=0.21×z，其中d為兩個(gè)LED之間的最大距離，z為L(zhǎng)ED與接受面的距離。將本次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)z=280mm代入式中，可得d為58.8mm。即兩個(gè)LED之間的距離不超過(guò)88.2mm就能使光照度均勻性較好。考慮到導(dǎo)光板的的尺寸為280*280,每一側(cè)LED數(shù)量設(shè)置為21顆，即LED的間距為14mm。●選擇LED1，點(diǎn)擊右鍵“移動(dòng)”移動(dòng)距離，移動(dòng)方向?yàn)?Y向，移動(dòng)距離為14mm，點(diǎn)擊復(fù)制，依次創(chuàng)建LED1的陣列排布●同樣的方法，依次創(chuàng)建LED2、LED3、LED4的陣列排布3.3.7底蓋建模及參數(shù)設(shè)置●從“插入”下拉菜單中，選擇“幾何物件”命令。●選擇“方塊”模型，輸入寬度X=296，Y=296，Z=2中心位置（0,0，-19）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建方塊。●底蓋屬性設(shè)置，為了降低LED平板燈的重量，使其輕量化，燈殼的材質(zhì)選擇鋁合金。通過(guò)“點(diǎn)選物面”命令，并按住Ctrl鍵選擇燈殼的內(nèi)表面，點(diǎn)擊右鍵，選擇“屬性”命令，在應(yīng)用特性“表面”中，目錄選擇“ALCOA”，名稱(chēng)選擇“Alumibrite”。將表面設(shè)置成鋁材面。點(diǎn)擊應(yīng)用，完成底蓋屬性設(shè)置。3.3.8燈罩表面接受面創(chuàng)建●從“插入”下拉菜單中，選擇“幾何物件”命令。●選擇“方塊”模型，輸入寬度X=300，Y=300，Z=1中心位置（0,0，1）點(diǎn)擊“插入”創(chuàng)建方塊。4光學(xué)模擬及修改4.1光學(xué)模擬●點(diǎn)擊“光線(xiàn)追跡”命令，等待完成。4.2模擬及結(jié)果查看●選擇燈罩表面的接受面，并點(diǎn)擊“輻照度分析圖”命令，查看照度分布。通過(guò)分析得知，LED平板燈的照射效果不是很理想，周邊區(qū)域亮，中間區(qū)域暗，均勻度為15.3，嚴(yán)重不均勻。4.3原因分析及修改方案制定通過(guò)初步分析得知，當(dāng)導(dǎo)光板未設(shè)置其他結(jié)構(gòu)時(shí)，LED發(fā)出的光線(xiàn)，基本上集中在LED周?chē)xLED越近，照度越高，反之，離LED越遠(yuǎn)的區(qū)域，其照度就越低，那么，有沒(méi)有一種方法，使離LED近的位置照度降低，遠(yuǎn)離LED的位置使其照度值上升。通過(guò)查找文獻(xiàn)和導(dǎo)光板原理得知，。導(dǎo)光板的設(shè)計(jì)主要是對(duì)底部的散射機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的分布，使光線(xiàn)能通過(guò)預(yù)期的散射、反射和折射來(lái)破壞光線(xiàn)的全反射條件，以達(dá)到光線(xiàn)的均勻出射。通過(guò)四種不同的網(wǎng)點(diǎn)陣列排布在導(dǎo)光板背部來(lái)優(yōu)化照度均勻性。4.3不同方案網(wǎng)點(diǎn)排布及結(jié)果4.3.1方案一；導(dǎo)光板背部增加網(wǎng)點(diǎn)，網(wǎng)點(diǎn)大小15mm，間距28mm，更新模型數(shù)據(jù)并分析。分析結(jié)果如下通過(guò)分析得知，增加反射網(wǎng)點(diǎn)后，LED平板燈的中部區(qū)域照度有明顯提升，通過(guò)輻照度分析圖，可以看到，設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)的部位，照度有明顯的增加。但是照度均勻性還是不理想，其均勻度為.2方案二；導(dǎo)光板背部增加網(wǎng)點(diǎn)，減小網(wǎng)點(diǎn)大小和網(wǎng)點(diǎn)之間間距，網(wǎng)點(diǎn)大小8mm，間距13.8mm，更新模型數(shù)據(jù)并分析。分析結(jié)果如下通過(guò)分析得知，減小網(wǎng)點(diǎn)大小和網(wǎng)點(diǎn)之間間距，LED平板燈的中部區(qū)域照度相對(duì)方案一有明顯提升，通過(guò)輻照度分析圖，可以看到，設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)的部位，照度有明顯的增加；均勻度為.3方案三；再次減小導(dǎo)光板背部網(wǎng)點(diǎn)大小和網(wǎng)點(diǎn)之間間距，網(wǎng)點(diǎn)大小5mm，間距9.5mm，更新模型數(shù)據(jù)并分析。分析結(jié)果如下通過(guò)分析得知，再次減小網(wǎng)點(diǎn)大小和網(wǎng)點(diǎn)之間間距，LED平板燈的中部區(qū)域照度相對(duì)方案二有明顯提升，通過(guò)輻照度分析圖，可以看到，設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)的部位，照度有明顯的增加；均勻度為1.85，小于2，滿(mǎn)足設(shè)定目標(biāo).4.3.4方案四；通過(guò)以上3個(gè)方案分析得知，網(wǎng)點(diǎn)越小，網(wǎng)點(diǎn)之間的間距越小，其照度均勻性就越優(yōu)。參考方案三，以及考慮后期加工制造的可行性