LED

LED
要件
Model
Properties
Editions
イントロダクション
この例題では Siemens LWT676 サーフェスマウント LED を製造会社のデータシートに基づいて作成します。寸法は
ソリッドモデルの構築に使用、出力は LED の測光カーブに合致するように定義されます。
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厚みのないシートの生成
最初に TracePro 内での形状作成の最良の方法を決定するために LED パッケージを分析してみます。このパッケージ
の対称性が Thin Sheet からわずかな角度をつけて押し出すことで上半分と下半分を作るのがよいことを示唆していま
す。そこでＸＹ面で Thin Sheet を作成します。
１.　Tracepro を起動し
2.　View | Profiles | XY を選択するか、ツールバー上の View XY ボタンをクリックします．
3.　Insert | Primitive Solid ダイアログを開き、Thin Sheet タブを選択します．
4.　ダイアログボックス内で Thin Sheet の 4 つの角を入力して、Insert ボタンをクリックします．
5.　Zoom All ボタンを押すか、メニューから View | Zoom | All を選択し、この新たなオブジェクトを観察します．
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面の選択
TracePro は多くの操作で面とオブジェクトの選択を使用します。
1.　Insert Primitice Solid ダイアログボックスを閉じます．Thin Sheet オブジェクトはただひとつの面しか持ってい
ません．
2.　View | Profile | YZ を選択するか、ツールバー上の View YZ ボタンをクリックして、この Thin Sheet のプロファ
イルを観察してみます．
3.　Edit | Select | Surface メニュー（または Select Surface ツール）を選択し、マウスでロッドの短点を ”pick” します .
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立体にするための Sweep（スイープ - 掃引）の使用
このパッケージはいよそ 4 度の小さな角度を持っているので、Edit | Surface | Sweep を使用してこのシートを押し出
します．
1.　Edit | Surface | Sweep を選択します．
2.　Distance に 0.9 を、draft angle に４を入力します．
3.　Apply をクリックします．面が法線方向（この場合は z 軸）にスイープされます。
4.　このオブジェクトを完成させるための次のスイープでは Surface 4 が選択されていることを確認してください．
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立体の完成
さらに 2 回のスイープ操作でデータシートに準拠した立体が完成します。
1.　Surface 4 を選択します．
2.　draft=0 で 0.2 だけスイープし、パッケージの中央部分を作ります．
3.　Surface 8 を選択します．
4.　今度は draft angle を -4 として 0.9 だけスイープして完了です．
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円錐形ホールの作成
次に LED ダイを保持するコーンリフレクタを追加します。円錐形の穴を作成するには最初に円錐を作成し、ブーリア
ン減算操作を実行します。
1.　Insert | Primitivce Solid を選択し、Cylinder/Cone タブを選択します．
2.　Cone オプションを選択し、下にあるように値を入力して Insert をクルックすると円錐ができます．
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パッケージからの円錐の減算
ブーリアン演算はボディとツールの概念を使用します。ボディーは維持しておきたいアイテムを、ツールはそのボディ
に何らかの効果を持つアイテムです。ここではパッケージから円錐が閉めている体積を取り去ります。ボディはパッ
ケージであり、ツールは円錐です。
1.　システムツリーからパッケージオブジェクトを選択します．Thin Sheet 1 をクリックします．
2.　システムツリーからツールオブジェクトを選択します．Ctrl キーを押しながら Cone 1 をクリックします．Ctrl キー
を使用するとオブジェクトを現在の選択アイテムに加えることができます．
3.　Edit | Boolean | Subtract を選択します．
4.　Cone 1 はシステムツリーから削除されます．
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ディフューザーの追加
ディフューザーも加えなくてはなりません。パッケージについた薄いシリンダとしましょう。ディフューザーの内面
を拡散とし、コーンの内側を完全なミラーとします。
1.　Insert | Primitive Solid で Cylinder/Cone タブを選択します．
2.　下図にあるように値を入力します．
3.　Insert をクリックして cylinder（シリンダ）を作成します．
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LED の追加
いよいよ LED チップそのものを追加します。大きさは与えられていませんが、データシートから 0.4mm x 0.4mm x
0.15mm と読み取れることとしましょう。
1.　Insert | Primitive Solid ダイアログボックスで Block タブを選択します．
2.　下図にある値を入力します．
3.　LED の中心 z- 値を 1.175 としてｂロックが円錐ホールの底面に位置するようにします．
4.　Insert をクリックしてブロックを作成します．
5.　3 つのオブジェクトには作成時に名称をつけたかもしれませんが、いつでもそれらの名称は変更することができ
ます．各オブジェクトをゆっくり 2 回クリックして名称の編集モードにし、"Package""Diffuser""LED" と変更してく
ださい．
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拡散面のプロパティー
この LED パッケージの光学的性質について３つ仮定しましょう。まずディフューザーが損失なしで完全なランベルシ
アン
（lambertian）
透過拡散することです。二つ目は円錐形状ホールの内面が損失のない完全な反射面であることです。
三つ目は LED が完全な感謝拡散性を持つことです。これらの単純化は製造者からの詳細なデータによって取り除くこ
とができます：
1.　TracePro には Perfect Mirror Surface Prpoperty（完全反射鏡）のプロパティーが付属しているので、定義する必
要があるのは拡散プロパティーだけです．
2.　Define | Edit Property Data | Surface Prooerties を選択します．
3.　Add Property ボタンをクリックして、
名称 Lambertian Diffuser を入力し、Scatter Model として ABg を選択します．
4.　absorptance 値として 0.0（無損失）を設定し、Solve for ドロップダウンボックスから BTDF(Biderectional
Transmission Distriburion Function) を選択します．BTDF は 3 つの係数で定義される面の散乱部分です（ABg 散乱モ
デルについてはマニュアルをご参照ください）
．
5.　File | Save を選択してこのプロパティーをプロパティーデータベースに保存します．
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ディフューザープロパティーの適用
ディフューザーの内面を拡散面にします。
1.　Define | Apply Properties を選択して Apply Properties Dialog box を開き、Surface タブを選択します．
2.　ディフューザーの内面を次のいずれかの方法で選択します：
・　システムツリーでその面をクリック
・　Edit | Select | Surface を選択し、モデルウインドウでその面をクリック
3.　zoom（ズーム）してどの面がどれであるかを確認することもできます．
4.　Surface Property Name ドロップダウンリストから Lambertian Diffuser を選択します．
5.　Apply をクリックしてそのプロパティーをディフューザーに適用します．
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ミラーサーフェスプロパティーの適用
次のステップではパッケージ内の円錐ホールの底面と円錐面に Mirror Surface を適用します。
1.　パッケージオブジェクトを選択し、Surface 0 と 1 を選択します．一つを選択した後に Ctrl キーを押しながら他
の面を選択すると、選択面を追加することができます。
2.　Surface Property name ドロップダウンから Perfect Mirror を選択します．
3.　Applu をクリックすると選択したすべての面にそのプロパティー（この場合 perfect Mirror）が適用されます．
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LED 光源の定義
1.　Analysis | Raytrace Options を選択して Raytrace Options（光線追跡オプション）ダイアログボックスを開きます．
2.　Options タブで Radiometric Units type で Photometric を選択します．
3.　Apply をクリックしてこのダイアログボックスを閉じます．
4.　LED のトップ面を選択します．
5.　Applly Properties ダイアログボックスで Surface Source タブを選択します．
6.　下図にあるように値と選択肢を選びます．
7.　Apply をクリックして Lambertian パターンで 0.05 ルーメンを放射する LED を作成します．
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光線追跡の実行
ここまでで光線追跡の準備ができました。
1.　次のように光線追跡を開始します：
・　Analysis | Trace Rays を選択し、Surface で ”Checked only” を選択後、Trace Rays をクリックします．
TracePro はモデルの検証を行って無効なプロパティーや形状をレポートしてから、光線追跡を開始します。
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カンデラプロットオプション
1.　Analysis | Candela Option を選択します．
2.　Orientation and Rays タブを選択します．
3.　上の図のように Normal ベクトル、Up ベクトルを設定します．
4.　Candela Distributions タブを選択し、下の図のように設定します．
5.　Apply をクリックし、プロットの変化を観察します．
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カンデラプロットの表示
TracePro のカンデラプロットはデータシートの測光カーブと比較でき得るものです。
1.　Analysis | Candela Plots | Polar Candela Distriburion を選択するか、Polar Candela Distribution ボタンをクリッ
クします．
2.　データと比較します．
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