電気系設計者にも欠かせない！エンジニアなら知っておきたい光学設計ソリューション

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きょういちさわなか
4 years ago
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1 電気系設計者にも欠かせない! エンジニアなら知っておきたい光学設計ソリューション応用システム第二事業部オプティカルソリューション部

2 アジェンダ始めに光学シミュレーションソフトウェアについて - 光学設計評価プログラム CODE V - 波動光学設計評価ソフト VirtualLab - 照明設計解析ソフトウェア LightTools - 有機 EL デバイスシミュレータ setfos 光学測定器について - 輝度照度色度測定システム ProMetric - 高速配光測定システム Imging Sphere - ニアフィールド測定システム Source Imaging Goniometer(SIG) 最後に 2

3 はじめに

4 電気と光電気光へ光電気へ LED 電気と光は技術的に密接に関連しています太陽電池 LCD ディスプレイ光通信システム 4

5 取り扱いプロダクトラインナップ 5

6 光学シミュレーションソフトウェアについて

7 光学設計評価プログラム CODE V CD/DVD ピックアップレンズ設計カメラレンズ設計画像解析従来の光学系設計を進化させていくエンジニアを支援します! 光通信用光学素子プロジェクタ内の投影レンズ WAVEFRONT ABERRATION Fiber LP41b Amplitude Profile Waves Wavelength = nm

8 解析事例 :LD 光源用コリメーターレンズ強度 : 位相 : ~2.5 mm ~2.5 mm 8

9 解析事例 : ハッブル宇宙望遠鏡の画像補正光学系を設置する前のハッブル宇宙望遠鏡 (HST) による M100 の画像 (461x461 入力画像 ) 補正光学系を設置した後の HST による M100 の画像 9

10 波動光学設計評価ソフト VirtualLab 回折式ディフューザビーム整形素子光の波動性を用いた新しい光学デバイスを検討するエンジニアを支援します! ビーム分岐素子回折格子マイクロレンズ 10

11 設計事例 : ビーム整形素子の設計設計結果実測による検証入力光源求められた光学素子 ( 位相分布 ) 求められた位相分布を持つ素子を実際に製造しシミュレートと同じ仕様の光源を照射した様子ターゲットパターン 11

12 解析事例 : 粗面によるスペックルの評価 12

13 有機 EL デバイスシミュレータ setfos 有機 EL フォトダイオード光学多層膜解析有機 EL デバイスの解析設計を始めるエンジニアを支援します! LED 有機ソーラーセル 13

14 解析事例 : シミュレーションと実測発光スペクトル分布デバイス構造 :CuPc/NPB/Alq3 シミュレーション上の想定 : NPB/Alq3 の界面が発光領域角度強度分布 ( 配光分布 ) 14

15 設計事例 : 最適化 ( 初期条件 ) setfos の最適化機能を用いて RGB の発光強度を最適化変数として外部観測スペクトルの合わせ込みを行なうデバイス構造は sub/emitter/air とした発光層 (emitter) は RGB のそれぞれの発光スペクトルを持つ全ての発光スペクトルの Intensity は 1.0( 初期値 ) である blue green red 外部観測スペクトル intensity 15

16 設計事例 : 最適化 ( 結果 ) 最適化の所要時間 : 数十秒右下図に外部観測スペクトルのシミュレーションの結果 ( 青線 ) と実測 ( 赤線 ) Before After R:G:B=1:1:1 R:G:B=14:4.7:5.0 16

17 照明設計解析ソフトウェア LightTools LED 迷光解析照明器具光のデザインを追及するエンジニアを支援します! LCD ディスプレイライトパイプ自動車関連 17

18 設計事例 : 印刷パターンと LED のライトパイプモデル小さな光源 ( 例えば LED) 2D ディスプレイ一様なグリッドからスタートして 6 回の評価関数の計算で妥当な 2DTexture のパターンの解を得ました 18

19 設計事例 : 最適化による LED チップ上の配光分布探査 LED の配光分布がデータシートと合うように光源 ( チップ ) の角度分布を変数として最適化しますレンズ形状は変更しません光度を評価関数とします Luxeon LXHL side emitter 19

20 設計事例 : 最適化による LED チップ上の配光分布探査ニアフィールド実測ファーフィールド Relative Intensity Ray Source Optimized Model 最適化 Angle (degree) 20

21 光学測定器について

22 輝度ムラ色度ムラはディスプレイの性能を表す重要なパラメータです ProMetric を使うと以下の測定ができます輝度分布照度分布色度分布フルフレーム冷却 CCD を使用し高精度高ダイナミックレンジで面全体の評価を行うことができます輝度照度色度測定システム ProMetoric 22

23 測定事例 : バックライトの実測 ( 面分布 ) 断面輝度分布三次元輝度分布色度図ヒストグラム 23

24 測定事例 : バックライトの実測 ( 視野角特性 ) 視野角特性と断面グラフ角度を振ったときの見え方 24

25 高速配光測定システム Imaging Sphere 光源拡散シートをモデリングするには配光分布散乱分布の情報が必要です実測が最も確実な方法です Imaging Sphere を使うと以下の測定ができます配光分布散乱分布ディスプレイの視野角カメラ部分は ProMetric システムです半球内の分布を一度に測定するのでゴニオメータと比べて高速に測定することができます 25

26 事例 :LED 測定 < 指向性の強い LED> < 指向性の弱い LED> 配光分布と断面出力三次元画像色度図へのプロット 26

27 ニアフィールド測定システム Source Imaging Goniometer(SIG) 光源のニアフィールドデータは光源の性能評価のみならずシミュレーションでも重要です SIG を使うと光源の以下のデータを測定できます発光輝度分布空間分布測定可能範囲は 0.5mm~ 200mmです測定データはLightTools 等の照明設計ソフトウェア上で活用する事が可能です 27

28 事例 :H4 バルブの測定 Hi ビーム用フィラメントグレースケール表示 A A カラー表示 C: バルブ後端 B: バルブ先端 Hi ビーム用配光分布 : 上図断面 AA C B C フィラメントの位置による発光の強弱の確認が可能 * クールオフ効果の確認 28

29 事例 :LED の配光分布の取り込み SourceImagingGoniometer による測定結果 LightTools によるシミュレーション結果配光分布実際に設計に使う光源のデータをそのままシミュレーションへ適用することでより精度の高いシミュレーションが可能になります 29

30 最後に

31 サイバネットシステムの One Stop Solution OrCAD One Stop Solution 31

32 サイバネットシステムの One Stop Solution 光源測定材料特性評価 IS-LI SIG IS-SA SA 配光分布データの取り込み設計材料特性データの取り込み LED など拡散板など解析実測性能評価シミュレーションによる輝度分布解析結果と実測の比較 ProMetric 試作後の測定結果 32

33 サイバネットシステムの One Stop Solution 機構解析回路解析熱解析磁場解析機構設計回路設計光学解析制御プログラム光学設計光学測定 33

34 サイバネットシステムの One Stop Solution 機構解析回路解析熱解析磁場解析機構設計 OrCAD 回路設計光学解析制御プログラム光学設計光学測定 34

光学分野エンジニアリングサービス http://www.cybernet.co.

35 光学分野エンジニアリングサービスツールを熟知したエンジニアがお客様がお困りの課題に対する適切なソリューションをご提案いたします設計 / 連携解析 (CODE V / LightTools / Optiwave 製品 ) 各種光学関連コンポーネント装置の設計解析レンズバックライト導光板プロジェクタマクロ作成測定サービス (Prometric / Imaging Sphere) 光源の配光分布材質の散乱特性ディスプレイの視野角特性導入支援サービス簡易モデル作成導入時の教育コンサルティングマニュアル作成 35

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