散乱/迷光解析の課題と照明解析ソフトウェアLightToolsを用いた解析例

散乱、表面散乱、体積散乱とは

ある物体表面に平行光を入射した場合に、鏡面反射方向もしくは直線透過方向以外の角度に光が散らばる様のことを散乱と言います。散乱した光のことは散乱光、どちらの方向にどれくらいの強度で散乱光が出射するかを散乱分布とそれぞれ呼びます。
不規則で微細な凹凸が有る面に光が入射すると、様々な方向に屈折、反射することがあります。このような状態を表面散乱と呼びます。
微粒子が混ざった材質に光が入射すると、粒子によって光の方向が曲げられ、様々な方向に光が進みます。このような状態を体積散乱と呼びます。

散乱が原因となる不具合の例

光学設計を行う際、使用する部材の散乱特性のデータが不十分なことによって、シミュレーションや計算上の結果と、試作品の性能とが一致しないことが起こります。
通常のシミュレーションでは、部材メーカーが公開するカタログデータや手動で設定したパラメータを用いて設計を行います。しかし、カメラやディスプレイで発生する迷光や予期せぬ反射光の影響を考慮しきれないことがあります。また、これらの製品に使われる部材や素材を開発する際も、その光学性能を定量的かつ正確に評価することが求められます。

LightToolsによる散乱効果をシミュレーションした例

今回ご紹介する事例資料では、照明解析ソフトウェアLightToolsのシミュレーションにおいて利用する散乱について詳細をご説明し、併用することの多い迷光解析を事例を含めてご紹介しています。
また資料には、散乱効果のある部材や加工を使用して、不具合を修正した例も記載しています。体積散乱については測定よりシミュレーション用のデータを導出する過程をご説明しています。