ステップ【１】
| ［１］ |
まず、曲部に直接到達し、全反射条件を満たさずに漏れる光に着目する。 |
| ［２］ |
光線入射面（導光体がLEDと向かい合う底面)に 凸面を作って、着目している光のみ、導光体内部の光線進行方向を変える。
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ステップ【２】
| ［１］ |
導光体の内面で、2回反射してから漏れる光に着目する。 |
| ［２］ |
反射光路を変更し、全反射条件が満たされるように、 |
| ［３］ |
底面の傾きを変更する。
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ステップ【３】
| ［１］ |
1回反射してから漏れる光 |
| ［２］ |
反射面付近に凹面を2つ設けると、 |
| ［３］ |
それらの光が局部に集中する。 |
| ［４］ |
しかし全反射条件は未だ満たしていないので漏れ光は残っている。
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ステップ【４】
| ［１］ |
集中はしているが、漏れ光のまま残っている光線群に着目 |
| ［２］ |
集中点付近の面の傾きを変更して、全反射させる。漏れ光はすでに局所化されているので、
傾きの変更部も小面積で済み、他の光線に与える影響は小さい。 |
| ［３］ |
しかしそれでもいくらかは、新たな漏れ光を生ずる (副作用)。
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ステップ【５】
| ［１］ |
面の傾きを変更したところに当たったために漏れた光 |
| ［２］ |
ここまでのステップにより、漏れ光の反射点付近には他に光線が存在していないことに着目し、
この付近の面の傾きを変えて光を前方に向ける。 |
| ［３］ |
すくなくとも、図中に記載された光線については漏れ光が解消された。
LightTools の計算によれば、
LED を放射した光線の 91% が正面パネル側から放射するようになった。(対処前の効率は75%)。
光路図中には もはや漏れ光は存在しないにも関わらず、効率計算の結果が 100%と評価されないのは、
効率計算の際にだけ、LEDを面積光源としてモデル化しているためです。
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| ◆ |
以上のプロセスにより、漏れ光を最少化するためのアイデアが得られたので、
次の段階として、LightTools
の最適化機能 (β版)をつかって自動設計による最適化を試みます。
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ステップ【６】
LightTools のブーリアン要素で、導光体をモデリングします。
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ステップ【７】
| ［１］ |
マニュアル操作で、漏れ光が最少化されるようにブーリアン要素の位置を微調整します。 |
| ［２］ |
しかし、光漏れを解消するには至りません。
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ステップ【８】
| ［１］ |
LightTools
の自動設計の機能で制御するパラメータを設定
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| ［２］ |
目標関数として、効率を選択
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最終結果
| ◆ |
LEDを面積光源としてモデル化しても、光線の 98%が 正面パネル側から放射できる導光体が
得られました。
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