SimuLAMP|結晶成長やデバイスのシミュレーション【STRJapan株式会社】

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SimuLAMP

Software for optical and thermal design and optimization of LED lamps
LEDランプおよびアレイ解析

SimuLAMP新着情報
■2013.04.01 SimuLAMP 製品紹介ページを公開しました。

製品概要

SimuLAMP は、LEDランプの開発、及び最適化のために開発されたシミュレーションソフトウェアです。主に、LEDランプ(LEDパッケージ)内で起こっている光学的・熱的・電気的な物理現象をシミュレーションする事が出来ます。通常の光学設計ソフトウェアでは扱えなかったLEDランプの封止体や蛍光体(光変換)、電気回路(AC/DC)、ヒートシンク等を考慮したLED特有の問題をシミュレーションする事が出来ます。

製品特長

■ソフトウェアの機能

製品紹介

光学的、熱的及び電気的問題を連成させたシミュレーション
LEDチップから放射された光が封止材を通過する間に起こる光吸収と発熱、LEDチップ自体の発熱、LEDアレイの駆動回路の計算を連成させてLEDパッケージ全体の光学的、熱的、及び電気的問題のシミュレーションを行います。

[出力結果]

SimuLAMPでは、以下の様なLEDパッケージの特性(計算結果)を得る事が出来ます。
・LEDパッケージ内の温度分布、及びその時間変化(非定常解析)
・LEDパッケージ表面(近視野)、及び遠方(遠視野)での発光パターン
・発光スペクトル
・光束、発光効率、輝度
・色温度(CCT)、演色指数(CRI)、色座標(視線位置、角度依存)、その他白色LEDの特性

[計算モデル]

SimuLAMPでは、以下の様な特長的な計算モデルを実装しています。

・LEDパッケージ内の熱的、光学的シミュレーション
単一もしくは複数のLEDチップにおける発熱と封止材内での光吸収に伴う発熱を考慮した熱伝導の問題を定常及び非定常計算する事が出来ます。

図1. LEDパッケージモデル、温度分布  
図2. 色分布、色度座標計算結果

図1. LEDパッケージモデル、温度分布

図2. 色分布、色度座標計算結果

・蛍光体によるLEDからの光の変換シミュレーション
単一蛍光体、または複数の蛍光体混合物を考慮した光変換モデルを使用したシミュレーションを行うことが出来ます。その際、蛍光体の特性(密度・半径、内部量子効率、発光・吸収スペクトル)等を考慮し、詳細な光変換を計算します。(例:青色LEDから発光した光の白色光への変換)

・一体型集積マルチピクセルを考慮したLEDアレイのシミュレーション
単一LEDチップ(例:青色LEDのみ)だけではなく、赤・緑・青色等複数のLEDチップを考慮したLEDパッケージをシミュレーションする事が可能です。(例:RGB LEDランプ) これによって、チップの構成や配置を変更した場合に、最終的な発光パターンや色がどのように変化するかなどシミュレーションする事が出来ます。
図3. マルチピクセルLEDアレイの設定画面
図4. マルチピクセルアレイの温度分布

図3. マルチピクセルLEDアレイの設定画面

図4. マルチピクセルアレイの温度分布

・DC/AC 電源モデル、ピクセルインターコネクト型モデルの静的/動的駆動との連成解析
電気回路計算と集積LEDアレイの計算をカップリングさせてシミュレーションすることが出来ます。また、この時DC(直流)/AC(交流)/Quasi-CW(疑似連続波)のそれぞれの駆動パターンで、LEDパッケージの駆動特性をシミュレーションすることが出来ます。
図5. 電気回路の設定画面

図5. 電気回路の設定画面

■SimuLED と SimuLAMP を併用したLED総合シミュレーション

製品紹介

SimuLAMP では、LEDチップのI-V特性(電流-電圧特性)・L-I特性(光-電流特性)・発光スペクトル、発光パターンのデータを SimuLED(SiLENSe, SpecLED, RATRO)の計算結果として読み込む事が可能です。
LEDチップ構造の計算を SimuLED 、パッケージ構造の計算を SimuLAMP で行うことにより、LEDのヘテロ構造から製品であるパッケージまでの一連の設計プロセスに関して、熱的、電気的、及び光学的な設計の効率化をはかることが出来ます

図6. SImuLEDとSimuLAMPの併用イメージ

図6. SImuLEDとSimuLAMPの併用イメージ

■ユーザーインターフェース

製品紹介

SimuLAMP は、シミュレーションの経験がない方にも分かりやすいグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を用意しています。
使用者はLEDパッケージ構造(形状)、計算条件の設定、計算格子の自動作成・調節、物性値の変更、計算の実行の一連の作業を一つのGUIで行うことが出来ます。また、付属の可視化専用ソフトウェアを用い計算結果の可視化を行うことが出来ます。

図7. 計算格子作成画面拡大表示
図8. LEDチップの光学特性設定画面拡大表示

図7. 計算格子作成画面 

図8. LEDチップの光学特性設定画面

解析事例

現在準備中です。しばらくお待ちください。

動作環境

GUI(計算条件設定、計算結果出力):Windows OS
2GB RAM, Windows XP Professional 以上

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