本文關(guān)鍵詞：光形限定的照明光學(xué)設(shè)計研究

  更多相關(guān)文章： 光學(xué)設(shè)計 LED面光源 均勻照明 自由曲面 光形限定

【摘要】：隨著COB封裝集成技術(shù)的發(fā)展,具有高亮度、低光衰、高光效等優(yōu)點的大功率面型LED面光源被廣泛應(yīng)用于商業(yè)照明,如路燈、汽車前照燈、探照燈等。為提高實際照明效率,減少光污染,均勻高光效的限定照明形狀的光學(xué)設(shè)計越來越受到重視。本文針對LED面光源的反射型、透射型光學(xué)系統(tǒng)進行了研究。針對緊湊型雙曲面透鏡實現(xiàn)大面積LED光源旋轉(zhuǎn)對稱照明設(shè)計研究,基于有限元理論和邊緣光線理論,提出一種直接計算面光源旋轉(zhuǎn)對稱均勻照明透鏡的方法�；谶吘壒饩�理論,內(nèi)曲面采用球面,使面光源到達(dá)內(nèi)曲面任意一點的邊緣光線之間的夾角減小。基于微分幾何理論和Snell定律,用有限元劃分面光源和微面元近似為點光源,根據(jù)照明光斑的配光條件建立面光源與目標(biāo)面之間的能量對應(yīng)關(guān)系式,直接用軟件計算出透鏡外曲面的數(shù)值解。模擬分析表明,透鏡的緊湊度在(1：1.25-1：2.5)之間,均勻度和光效都達(dá)到91.00%以上。針對反射器光學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)面光源LED非旋轉(zhuǎn)對稱照明設(shè)計研究,提出了兩種曲面類型,一種是拋物面,光源放于反射器的底端,利用TracePro的宏語言對拋物面進行編程優(yōu)化,實現(xiàn)了復(fù)合拋物面反射器均勻方形照明。利用優(yōu)化法得到近場照明下拋物面反射器,對近場下的照度曲線進行擬合,利用擬合函數(shù)優(yōu)化計算反射器陣列排布間隔,設(shè)計直下式平板燈,平板燈的均勻度和光效分別達(dá)到90.50%和95.00%。另一種是自由曲面,采用光源放置于反射器的杯口中心處、出光面背對目標(biāo)面的結(jié)構(gòu),提出一種分點、分區(qū)控制光線的自由曲面反射器的設(shè)計方法。利用有限元法劃分面光源,將微面光源視為點光源,根據(jù)矩形均勻照明配光條件,建立面光源與目標(biāo)面的能量對應(yīng)關(guān)系。進而,建立反射器的數(shù)學(xué)模型,只要給定參數(shù),無需進行反饋優(yōu)化,即可用Matlab軟件給出自由曲面反射器的數(shù)值解。最后,利用該方法,根據(jù)花瓣形狀的配光特點,建立目標(biāo)面與光源方位角之間的對應(yīng)關(guān)系式,得到花瓣形照明反射器,通過引入收縮參數(shù)改變瓣葉大小。所以可以根據(jù)所需要照明形狀,得出照度分布與光源的關(guān)系式,實現(xiàn)所需光形限定的照明,具有普遍使用性。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)設(shè)計 LED面光源 均勻照明 自由曲面 光形限定
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 研究背景與意義7-8
• 1.2 研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 研究內(nèi)容9-11
• 第二章 LED照明光學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論11-16
• 2.1 LED光學(xué)特性11-12
• 2.1.1 LED的結(jié)構(gòu)11
• 2.1.2 LED照明的相關(guān)參數(shù)11-12
• 2.1.3 LED配光曲線12
• 2.2 非成像光學(xué)12-14
• 2.2.1 非成像光學(xué)的簡介12-13
• 2.2.2 非成像光學(xué)的基本理論13-14
• 2.3 能量拓?fù)潢P(guān)系14
• 2.4 有限元劃分原理14-15
• 2.5 非成像光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計方法15-16
• 第三章 大面型LED均勻照明緊湊型雙曲面透鏡設(shè)計16-25
• 3.1 緊湊型雙曲面透鏡的設(shè)計16-18
• 3.2 構(gòu)建模型與仿真分析18-19
• 3.3 緊湊度對均勻度和光效的影響19-23
• 3.4 光學(xué)系統(tǒng)出射角對均勻度和光效的影響23-24
• 3.5 本章小結(jié)24-25
• 第四章 LED面光源非旋轉(zhuǎn)對稱均勻照明反射器設(shè)計25-44
• 4.1 方形均勻照明復(fù)合拋物面反射器設(shè)計25-30
• 4.1.1 復(fù)合拋物面反射器的優(yōu)化設(shè)計方法25-28
• 4.1.2 構(gòu)建模型與仿真分析28-30
• 4.2 基于復(fù)合拋物面反射器的直下式平板燈的設(shè)計30-33
• 4.2.1 基于復(fù)合拋物面反射器平板燈設(shè)計30-32
• 4.2.2 平板燈的模擬分析32-33
• 4.3 矩形均勻照明自由曲面反射器設(shè)計33-40
• 4.3.1 自由曲面的設(shè)計方法34-38
• 4.3.2 大面型LED臺燈設(shè)計38-39
• 4.3.3 光線追跡仿真與分析39-40
• 4.4 花瓣型照明反射器設(shè)計40-42
• 4.4.1 花瓣型照明反射器設(shè)計原理40-41
• 4.4.2 構(gòu)建模型與分析41-42
• 4.5 本章小結(jié)42-44
• 第五章 結(jié)論與展望44-46
• 5.1 結(jié)論44
• 5.2 展望44-46
• 致謝46-47
• 參考文獻(xiàn)47-50
• 附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文50

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 滕建申;提高反射器制造精度設(shè)計與計算的探討[J];照明工程學(xué)報;1988年02期

2 李文成;尤寶和;曹力英;;自行車反射器檢測[J];中國自行車;1990年04期

3 李文成;王萬軍;;自行車反射器對比式光強系數(shù)測試儀的研究[J];中國自行車;1997年05期

4 史東軍,凡會敏,史永基;照明反射器的設(shè)計[J];中國照明電器;1999年12期

5 郁震旦;;反射器在自行車上的應(yīng)用[J];中國自行車;2006年02期

6 王浩;季豪;鄔慧先;徐海斌;吳平輝;;矩形反射器在路燈照明系統(tǒng)中的設(shè)計與應(yīng)用[J];科技視界;2012年20期

7 黃約翰;李富浩;;偏饋反射器天線角錐喇叭的幾何繞射理論研究[J];國外艦船技術(shù).雷達(dá)與對抗;1984年03期

8 J.R.Badura ,R.N.Gounder ,S.Ino ,李玉英;通信衛(wèi)星用先進復(fù)合材料天線反射器的分析和實驗評價[J];宇航材料工藝;1988年05期

9 R.N.Gounber;C.F.Shu;B.D.Jacobs;周啟美;;通信衛(wèi)星用先進復(fù)合材料天線反射器[J];宇航材料工藝;1989年03期

10 陳月娥;李國強;宋昭遠(yuǎn);候藍(lán)田;;新型多曲面路燈反射器設(shè)計與仿真研究[J];節(jié)能技術(shù);2008年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 張宇;馮毅;林曉瓏;張佳全;王一丁;;基于三基色原理的回復(fù)反射器顏色測量研究[A];2009中國儀器儀表與測控技術(shù)大會論文集[C];2009年

2 黃志榮;;形面可調(diào)整衛(wèi)星天線反射器優(yōu)化與仿真調(diào)整技術(shù)[A];結(jié)構(gòu)及多學(xué)科優(yōu)化工程應(yīng)用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

3 高喜;楊梓強;梁正;;具有反射器的相對論繞射輻射振蕩器的研究[A];四川省電子學(xué)會高能電子學(xué)專業(yè)委員會第四屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

4 盧鶯;賴穎昕;張世昌;;同軸布拉格反射器開槽參數(shù)的設(shè)計[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2007年

5 陳曉輝;賴穎昕;張世昌;;同軸布拉格反射器數(shù)值模擬的比較研究[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 山東 鄭洪波;易于制作、性能優(yōu)異的串接框形電視接收天線[N];電子報;2002年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 高培麗;光形限定的照明光學(xué)設(shè)計研究[D];江南大學(xué);2016年

2 盧鶯;同軸與圓柱布喇格反射器的比較研究[D];西南交通大學(xué);2008年

3 陳曉輝;同軸布喇格反射器的模擬研究[D];西南交通大學(xué);2008年

4 周東明;緊湊場反射器的設(shè)計與評估[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

5 鄧小喬;開放式反射器的研究[D];電子科技大學(xué);2007年

6 劉良;雷達(dá)寬角無源反射器的研究與設(shè)計[D];南昌航空大學(xué);2014年

7 曹明德;用于高亮度發(fā)光二極管的布拉格反射器研究[D];華南師范大學(xué);2002年

8 李逢君;分布布拉格反射器在紫外發(fā)光二極管中應(yīng)用的基礎(chǔ)研究[D];天津大學(xué);2007年

9 高喜;具有反射器的相對論繞射輻射振蕩器的研究[D];電子科技大學(xué);2006年

，

本文編號：1121377