本文關鍵詞：基于LED擴展光源的自由曲面透鏡設計研究

  更多相關文章： 光學設計 擴展光源 自由曲面 同步多曲面 復合拋物面 反饋優(yōu)化

【摘要】：作為新一代的綠色固體照明光源,LED憑借它尺寸小、壽命長、效率高等特點被迅速應用于各種照明場合。由于LED朗伯分布的發(fā)光特性,LED照明應用需要依靠對其進行二次光學配光設計。依據(jù)光學擴展量守恒定律和邊緣光線理論,針對理想點光源的自由曲面透鏡設計不斷的被提出與發(fā)展。本文對LED理想點光源進行了均勻照度自由曲面透鏡和基于點光源的全反射自由曲面準直透鏡的設計,可以達到良好的效果。然而,由于單顆LED的亮度低,不能直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源進行照明,單顆LED光源的光學設計方法不能滿足LED集成化發(fā)展的需求。因此,本文對LED擴展光源的自由曲面透鏡設計進行了以下幾個方面的研究:1、基于LED擴展光源均勻照度自由曲面透鏡的研究。從邊緣光線理論出發(fā),目標接收面上的任何一點的能量都是由邊緣光線決定,研究了針對LED擴展光源均勻照度的自由曲面透鏡設計方法。2、基于LED擴展光源準直透鏡的研究。通過介紹同步多曲面法的設計思路,對LED擴展光源的收光系統(tǒng)進行了研究。通過確定一定尺寸擴展光源與一定尺寸目標面的數(shù)值關系,應用數(shù)理計算得到基于同步多曲面法的雙折射透鏡,實現(xiàn)LED擴展光源的光束準直。3、針對大功率COB光源進行小角度出射光學系統(tǒng)的研究。通過研究光源準直透鏡設計方法,提出了一種針對半徑為8.6mm的擴展光源小角度出射的光學系統(tǒng)。它是利用復合拋物面將朗伯型發(fā)光的擴展光源聚光到一定的角度,再利用同步多曲面法實現(xiàn)準直設計。最后,基于以上擴展光源的設計方法研究,設計了基于LED擴展光源的路燈照明的透鏡。首先研究了針對理想點光源的網格劃分法設計思路,設計了基于點光源的路燈透鏡。在此基礎上,研究了反饋優(yōu)化算法,在擴展光源路燈透鏡的目標面照度值上添加了反饋系數(shù),重新帶入網格法的迭代運算,實現(xiàn)基于擴展光源的路燈照明透鏡設計。
【學位授予單位】：中國計量學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉熙娟,溫巖,朱紹龍;白光LED的使用壽命的定義和測試方法[J];光源與照明;2001年04期

2 雷勇;范廣涵;廖�？�;劉頌豪;李述體;黃琨;;功率型白光LED的熱特性研究[J];光電子·激光;2006年08期

3 謝平;;功率型白光LED的實現(xiàn)及應用[J];燈與照明;2008年01期

4 王存旭;遲新利;王剛;;白光LED在太陽能照明中的應用[J];沈陽工程學院學報(自然科學版);2008年04期

5 肖宏志;;半導體照明的基礎——白光LED[J];中國照明電器;2009年03期

6 江天;張瀟;;智能LED植物生長系統(tǒng)[J];照明工程學報;2013年S1期

7 陳愛群;劉昌權;;LED鐵路信號燈兼容性問題解決方案[J];激光雜志;2014年06期

8 姜偉;最新的LED應用——白光LED[J];中國照明電器;2005年01期

9 晨明;;白光LED是否能走出底谷進入主流應用渠道?[J];光源與照明;2006年01期

10 陳宇彬;李炳乾;范廣涵;;白光LED中的熒光粉老化研究[J];佛山科學技術學院學報(自然科學版);2007年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何欣;曹冠英;王善鑫;李振清;鄒念育;;白光LED色度學性能指標分析[A];海峽兩岸第十七屆照明科技與營銷研討會專題報告暨論文集[C];2010年

2 潘建根;沈海平;馮華君;;普通照明LED標準中的電學性能要求之探討[A];中國長三角照明科技論壇論文集[C];2006年

3 鄭惟綱;潘錫明;簡奉任;;新型白光LED之開發(fā)[A];海峽兩岸第十五屆照明科技與營銷研討會專題報告暨論文集[C];2008年

4 何國興;;高顯色可調色溫暖白/冷白LED白光模塊的仿真模擬[A];中國光學學會2010年光學大會論文集[C];2010年

5 雷牧云;婁載亮;夏勛力;李禎;趙艷民;楊勇良;;透明熒光陶瓷用于白光LED的研究[A];2011中國功能材料科技與產業(yè)高層論壇論文集（第一卷）[C];2011年

6 李緒鋒;林達儒;;白光LED制造工藝及不同芯片白光LED性能比較[A];第九屆全國發(fā)光學術會議摘要集[C];2001年

7 龔兆崗;曹娜;樊靈晶;;論LED可變情報板有關參數(shù)的設計[A];2008全國LED顯示應用技術交流暨產業(yè)發(fā)展研討會文集[C];2008年

8 蔡明誠;;注意：廣場、景觀、應用LED新啟示[A];上海市照明學會成立30周年慶典暨四直轄市照明科技論壇、長三角照明科技論壇、上海市照明學會2008年年會論文集[C];2008年

9 傅瀚葵;灻斐章;周佩廷;;白光LED光色穩(wěn)定度評估[A];海峽兩岸第十八屆照明科技與營銷研討會專題報告暨論文集[C];2011年

10 [kav成;杝梊Q\0;_5容tD;}\0刦世;;應用于白光LED之雙色螢光粉演色性計算模型[A];海峽兩岸第十九屆照明科技與營銷研討會專題報告暨論文集[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 盧慶儒;白光LED即將邁入專利混亂的時代[N];電子資訊時報;2007年

2 ;散熱問題持續(xù)困擾高功率白光LED的應用[N];電子資訊時報;2007年

3 ;專利網逐漸弱化 白光LED即將邁入高速發(fā)展時代？[N];電子資訊時報;2008年

4 興業(yè)證券;長城開發(fā)或進軍LED高端領域[N];東方早報;2011年

5 記者 丁一;北大實創(chuàng) 借力資本舉牌白光LED[N];中國經營報;2001年

6 記者 王珍;政策助力商用提速 LED業(yè)三季度銷售好轉[N];第一財經日報;2012年

7 本報記者 孫維鋒;政策陽光照射 LED行業(yè)或迎晴天[N];東莞日報;2013年

8 本報記者 鄭大紅;世界杯引收視狂潮 LED主宰彩電銷售“亢奮”[N];證券日報;2010年

9 本報記者 劉肖勇 艾賢;2015年廣東要建成“LED強省”[N];廣東科技報;2011年

10 本報記者 劉峰;國內LED企業(yè)專利危機逼近臨界點[N];消費日報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于音;白光LED用稀土離子摻雜熒光材料的制備及光譜性能研究[D];南開大學;2013年

2 嚴小松;白光LED用熒光材料的制備與性能研究[D];上海交通大學;2011年

3 王樂;白光LED高效封裝結構及燈具級散熱機理的研究[D];浙江大學;2012年

4 湯安;白光LED用含銦及鈮酸釓紅色熒光粉的發(fā)光性能研究[D];重慶大學;2012年

5 張建立;硅襯底氮化鎵基黃光LED外延生長與器件性能研究[D];南昌大學;2014年

6 解文杰;白光LED用硅基氧氮化物熒光粉的研究[D];中國科學技術大學;2010年

7 慈志鵬;幾種LED用氧化物基熒光粉的制備和發(fā)光性能研究[D];蘭州大學;2010年

8 謝安;白光LED用鉬酸鹽紅色熒光粉的制備及發(fā)光性能研究[D];中國地質大學;2010年

9 肖芬;紫外激發(fā)白光LED熒光粉的制備及發(fā)光特性研究[D];華南理工大學;2011年

10 孔麗;白光LED用熒光粉的合成與光譜性能研究[D];吉林大學;2008年

，

本文編號：1275207