在倡導綠色節(jié)能的環(huán)境下,LED光源以其諸多優(yōu)點逐步取代傳統(tǒng)光源,應用于各種照明系統(tǒng)。LED因其發(fā)光特點,需要進行配光設計才能達到特定的使用要求。通�；诜浅上窆鈱W理論來設計自由曲面光學元件以滿足照明與顯示要求。非成像光學理論是LED照明設計的基礎,而對LED照明設計的研究也推動著非成像光學的快速發(fā)展。針對LED自由曲面光學元件的設計,研究者提出了各種不同方法,包括數(shù)值優(yōu)化法、裁剪法、偏微分方程法、網(wǎng)格劃分法和同步多表面法等。投影系統(tǒng)是LED照明的一個重要應用領域,具有巨大的發(fā)展?jié)摿�。高亮度、微型化是現(xiàn)代投影系統(tǒng)發(fā)展的趨勢,照明在投影系統(tǒng)中具有重要的作用。本文針對LED光源的發(fā)光特性,設計了傳統(tǒng)的方棒、復眼照明系統(tǒng),獲得了勻光照明和矩形整形的效果。但因這兩種系統(tǒng)元件多、光學總長大,無法滿足投影系統(tǒng)的發(fā)展需要。本文利用網(wǎng)格劃分法,設計了一款自由曲面光學元件來達到勻光照明的效果。使用LightTools模擬顯示,在距離光學元件50mm的接收面上形成一個60mm× 80mm的矩形光斑,照度均勻性達到85%。本文提出采用非成像光學的方法,設計一種產(chǎn)生由旋轉對稱幾何形狀組成的投影光斑的自由曲面光學... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
中文文摘
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 LED光源的優(yōu)勢及應用領域
    1.3 LED光學設計的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的創(chuàng)新之處
第二章 非成像光學設計介紹
    2.1 非成像光學的起源與發(fā)展
    2.2 非成像光學的基本理論
        2.2.1 光學擴展量
        2.2.2 能量利用率
        2.2.3 邊緣光線理論
        2.2.4 矢量形式的折反射定律
    2.3 光度學介紹
        2.3.1 立體角
        2.3.2 光通量
        2.3.3 光強
        2.3.4 光照度
        2.3.5 光亮度
    2.4 本章小結
第三章 用于投影系統(tǒng)中的勻光照明系統(tǒng)
    3.1 投影系統(tǒng)工作原理
    3.2 方棒照明系統(tǒng)
    3.3 復眼照明系統(tǒng)
    3.4 矩形均勻照明的自由曲面照明系統(tǒng)
    3.5 本章小結
第四章 生成奧運五環(huán)圖案的投影系統(tǒng)設計
    4.1 基于準直光源的奧運五環(huán)投影燈設計
        4.1.1 基于準直光源的自由曲面光學元件設計原理
        4.1.2 設計實例與分析
    4.2 點光源奧運五環(huán)投影燈設計
        4.2.1 點光源自由曲面光學元件設計原理
        4.2.2 設計實例與分析
        4.2.3 工作距離對光斑圖案效果的影響
        4.2.4 光學系統(tǒng)實體制作與測試
    4.3 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 研究展望
參考文獻
攻讀學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于自由曲面的LED準直透鏡設計[J]. 張巧淞,徐春云,程灝波,TAMHon Yuen.  影像科學與光化學. 2016(01)
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[3]國內外LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況分析（上）[J]. 宋松林.  中國照明電器. 2014(11)
[4]用于道路均勻照明的LED自由曲面透鏡設計[J]. 賀志華,董前民,王少雷,李敏.  照明工程學報. 2014(04)
[5]自由曲面LED汽車前照燈光學透鏡設計方法[J]. 王洪,陳贊吉,吳衡,葛鵬.  紅外與激光工程. 2014(05)
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[8]基于微分幾何的矩形照度分布自由曲面反射器設計[J]. 劉正權,孫耀杰,林燕丹.  光學學報. 2012(10)
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博士論文
[1]基于LED的自由曲面照明光學系統(tǒng)設計[D]. 辛迪.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2014
[2]自由曲面照明設計方法的研究[D]. 吳仍茂.浙江大學 2013

碩士論文
[1]LED自由曲面透鏡的設計及應用研究[D]. 曾丹.深圳大學 2017
[2]基于LED光源的微投影光學系統(tǒng)設計[D]. 居榮兵.江蘇大學 2016
[3]基于準直光束整形的自由曲面設計方法研究[D]. 張雅琴.浙江大學 2015
[4]通過自由曲面設計實現(xiàn)LED路燈特定形狀光斑的研究[D]. 黃錦勝.華南理工大學 2013
[5]基于LED光源的自由曲面照明透鏡的設計研究[D]. 鮑志聰.清華大學 2013
[6]LED的二次配光設計[D]. 梁程遠.浙江大學 2008



本文編號：3646715