基于波前重構的自由曲面配光設計方法.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、發(fā)光二極管(LED)是一種新型光源,其優(yōu)點是環(huán)保節(jié)能,高光效,使用壽命長,因此它被廣泛地應用在照明行業(yè)。但是由于其配光曲線與朗伯光源類似,中間亮兩邊暗,如果不經(jīng)過二次配光,將無法達到理想的照明效果。因此二次配光設計是目前LED照明的一個熱點問題。目前主要的二次配光設計方法有CPC、SMS、剪裁法、微分方程等,但是這些方法卻存在計算困難,光效較低,加工困難等問題,影響著 LED的推廣。針對現(xiàn)有的二次配光設計方法的不足,本文提出了基于波前重

2、構的新型自由曲面設計方法。
  本文的主要工作和成果如下:
  1.研究分析了現(xiàn)有的二次配光設計方法,如剪裁法、SMS方法,并分析了其中的優(yōu)點與不足,為提出創(chuàng)新的設計方法做鋪墊。
  2.從 Snell定律和等光程條件出發(fā),結合波前重構的概念,提出了一種基于波前重構的自由曲面設計方法。該方法添加了虛擬光源,目標面處加入對應的波前,使得出射光以波前的形式投射到目標面上。出射波前與入射波前的對應關系由透鏡來決定。這種設計使

3、得出射光線的分布不隨目標面距離變化而改變,更加適合照明設計。我們先從點光源出發(fā),在二維情況下計算出透鏡輪廓,通過繞軸旋轉構造出3D模型并導入光學軟件進行分析,結果與預期吻合。
  3.針對市場上應用較廣的5050LED光源進行設計,提出的簡潔有效的反饋優(yōu)化方法。我們先使用原來的透鏡模型得到目標面上照度分布,再與所設定的照度值進行對比。兩者照度值之間的差值反饋到透鏡表面的離散點數(shù)據(jù)上,離散點的位移量由反饋函數(shù)決定。使用該優(yōu)化方法對于

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