照明・光学解析ソフトウエア「照明Simulator CAD」

基本情報

・画面デザインをはじめ各種ドキュメントは日本語で用意。 ・設定項目メニュをわかりやすいアイコンでビジュアル表示し、直観的に操作、解析ができる。 ・モデルデータはIGES、STEP及びSTL形式ファイルのインポートが可能。 ・レンズファイルのインポートにも対応（限定的） ・照明Simulator CADで作成したモデリングデータはメッシュモデルとしてSTEP形式でエクスポートが可能。 ・光源はニアフィールド出力（レイデータ）の読込に対応し、実測された配光データを光源に指定できる。 ・大手ガラスメーカの代表的な硝材データのライブラリをデフォルトで用意し、プライベート硝材の登録も可能。 ・幾何光学的光線追跡はもちろん、複数回の反射・透過の追跡を忠実に再現。 ・可視域だけでなく、紫外域から赤外域までの波長を広くカバー。 ・オプションモジュールを使用し、マクロ機能による自動化やポスト処理、最適化支援ツールとの練成など、外部からのコマンド命令により様々な動作や解析を行うことができる。

価格帯

50万円 ~ 100万円

納期

~ 1ヶ月

※受注後2週間程度

用途／実績例

〇マシンビジョン ■ライン、リング照明等の設計 ■拡散用光源のムラの改善 ■コリメートレンズ設計 〇一般照明 ■リフレクタやレンズ形状検討 ■IESデータエクスポート～配灯プランニング ■配光分布取得 〇電機 ■電源表示ランプの導光板 ■表示パネルの輝度ムラ 〇自動車 ■シフトレバー部の導光板 ■アクセサリー表示部の輝度ムラ ■LEDヘッドライト用レンズの検討 〇建設 ■街路灯、道路灯の配置検討 ■等高線等資料作成 ■採光装置の形状検討

詳細情報

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  ・画面デザインは日本語を多用し、設定項目もアイコンでの表示により、直感的に操作ができます。 ・配置した光源や光学材料などの部品は「部品表示エリア」に追加され、パラメータ編集作業は下のプロパティエリアで行います。 ・3Dパレットではモデル全体が表示され、ズームイン・アウト、回転、移動がマウス操作でストレスなく行えます。

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  画像処理用のLED照明でライン照明の解析モデルです。 間隔を空けた6つのLEDをレンズと逆向きに１列に配置し、背後の反射面で反射後、シリンドリカルレンズで横方向に光を分布させました。 結果の照度分布をみると、シリンドリカルレンズの効果で横長に伸長されていることがわかります。

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  ロッドレンズは形状と目的により様々な用途に応用できますが、今回は均一な照度分布を得るための光学系に使用します。 LED光源はレイファイルを、非球面レンズはレンズデータファイルをインポートしました。 上はLEDと非球面レンズのみの組合せで、レンズの近傍にLEDを配置している影響で、発光部の僅かなムラが照度分布に反映されており、隣の生データのCSV書出しで編集すると、さらに詳細に確認ができます。 一方、ロッドレンズを組合わせたモデルですが、LEDからロッドレンズに入光した光線は、レンズ内部で全反射を繰り返す効果により、均一性の高い分布となっております。

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  モニターのスイッチがオンで発光する、電源表示用ランプの解析モデル例です。 左上の緑に光っている発光部分の内部では、下の図のような透明な樹脂製の導光体が使用され、導光体へ入光したLED光が、全反射を繰り返しながら導光体内部を伝播し、先端部分から射出します。 照明光学ソフトの解析モデルでは「スクリーン」のような被照明面が存在します。 スクリーンは照明解析ソフトではディテクタ―や受光面、評価面、などと呼ばれ、このモデル例では導光体先端から射出した光線をキャッチします。 スクリーンを、距離を取った特定の方向から覗き込み、表示ランプの発光状態を確認する、という解析になります。

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  3D CADで作成した3つの異なる形状モデルで輝度解析し、結果を比較してみます。 モデル001を基準に、上部背面の一部をカットしたモデルと、内側のカーブを深くしたモデルで、LED光源やスクリーンの位置は固定し輝度計算をします。 結果分布を比較すると、それぞれムラはあるものの、一番左のモデル001が一番明るく見えます。 輝度測定絞りを通過する光線本数から、定量的にも一番効率が高いことがわかりました。

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  室内用ダウンライトの照明解析です。 9個の白色LEDに、リフレクタとフレネルレンズで効率よく光を集め、約2mの高さより受光した5m四方の照度分布で解析しております。 必要以上に照射範囲を拡げないよう光学部品の内容を変えて検討します。　 左側は半値全角で約45度の配光に設計したライトの照度分布で、右側は10度拡げて、約55度に設計したときの照度分布です。

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  「照明Simulator CAD」には光度計算結果をIES形式のファイルにエクスポートする機能があります。 多くの照明器具メーカ様では自社製品の実測した配光データを、IESファイル形式で用意し、「DIALux」などの照明計算用のソフトウエアで使用します。 このようにIESファイルを使って3次元空間のイメージを表示したり、主要ゾーンでの照度値を出力することで、性能評価から配灯プランニングまで、シミュレーションでシームレスに作業ができます。