發(fā)布時間：2020-12-16 16:56

　　隨著LED芯片制作技術(shù)的升級與成本的下降,LED照明與應(yīng)用的范圍隨之?dāng)U展。LED照明中,使用自由曲面透鏡,對照明效果進行控制與優(yōu)化,是一個熱門研究方向。隨著透鏡設(shè)計理論的成熟,為了更高效準(zhǔn)確地完成設(shè)計,本文結(jié)合人工智能算法針對透鏡形態(tài)的優(yōu)化,分別設(shè)計了適用于點光源與擴展光源的自由曲面透鏡;針對LED透鏡模組化中的照明均勻性問題,本文結(jié)合模擬退火算法,通過求解最佳模組參數(shù),完成系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。最后,通過結(jié)合光纖照明技術(shù)與LED透鏡設(shè)計理論,設(shè)計了一款光纖照明燈的模型,并實驗探究了安裝誤差對照明光參數(shù)的影響規(guī)律。本文具體內(nèi)容如下:為了實現(xiàn)點光源系統(tǒng)的圓光斑照明并探究形態(tài)參數(shù)對照明效果的影響,推導(dǎo)了光源光通量的發(fā)射模型,根據(jù)snell定律,通過matlab編程計算得到子午平面內(nèi)自由曲面透鏡母線坐標(biāo)點并建模,完成大孔徑角自由曲面透鏡的設(shè)計,仿真該款透鏡的照度均勻度為91.53%,光傳輸效率為92.22%,并分析了該透鏡的形態(tài)參數(shù)對照明效果的影響規(guī)律。針對擴展光源的照明均勻化問題,在適用于點光源的透鏡基礎(chǔ)上,應(yīng)用基本粒子群優(yōu)化算法,通過matlab與tracepro-scheme的I/O函數(shù),分... 

【文章來源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

自由曲面透鏡設(shè)計原理示意圖

圖2.2(a)是LED光源能量輻射模擬圖。顯然,該能量空間具有圓對稱性,宏觀上將該能量空間劃分為N份光通量相等的單元Φ0,如圖2.2(b)所示。LED光源的能量空間整體為Φ,由多個能量相等的單元Φ0組成,每個單元的體積是光源張角dγ、仰角dθ范圍內(nèi)的光能。Φ0的光通量?0等于：

則Et是目標(biāo)面的理論平均照度值。建立共軛關(guān)系。如圖2.3所示。光源與目標(biāo)平面各有N個圓環(huán)狀面積單元,設(shè)目標(biāo)平面上每環(huán)的外半徑為ri(i=0,1,...,N?1),故r0=0,r1代表圓形目標(biāo)平面中心圓的半徑,r2代表圓形目標(biāo)平面第一個圓環(huán)的外半徑,以此類推。每環(huán)面積為：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]LED全反射透鏡計算新方法[J]. 周士康,杜金,陳春根.  照明工程學(xué)報. 2020(01)
[2]基于擴展光源的曲面能量映射優(yōu)化設(shè)計方法[J]. 黃丹,馮奇斌,唐天,王梓,彭友,吳疆,王科,呂國強.  光學(xué)學(xué)報. 2019(12)
[3]基于改進粒子群算法的LED室內(nèi)照明光照均勻性研究[J]. 徐曉冰,徐治戶,穆道明,王建平,李奇越.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(07)
[4]《LED照明產(chǎn)品光通量衰減加速試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)解讀[J]. 董建勇,靳湘楠,郭春育,陸佳杰,李林先,馮偉平,徐紅梅,蔣雪花,吳太權(quán).  中國照明電器. 2018(07)
[5]CPC聚光光導(dǎo)照明系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J]. 陳海飛,金懿豪,郭晶晶,曹冰倩,陸莉鋆,王金良.  常州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[6]獨立自由曲面LED汽車前霧燈的光學(xué)設(shè)計[J]. 姚紅兵,丁勇,辛忠華,劉敏.  應(yīng)用光學(xué). 2018(03)
[7]一種基于光纖陣列的激光照明方法[J]. 馬亞運,韓紹坤,翟宇,黃富明.  光學(xué)技術(shù). 2018(02)
[8]一種主次鏡組合LED準(zhǔn)直照明系統(tǒng)設(shè)計與分析[J]. 楊帆,何川,張旭升.  激光與光電子學(xué)進展. 2018(08)
[9]多表面LED二次光學(xué)透鏡設(shè)計的偏折能力分配法[J]. 周士康,陳春根.  照明工程學(xué)報. 2018(01)
[10]基于自由曲面陣列的激光投影顯示照明系統(tǒng)設(shè)計[J]. 趙偉,劉旭,李海峰.  光學(xué)學(xué)報. 2018(06)

博士論文
[1]大功率LED封裝與應(yīng)用的自由曲面光學(xué)研究[D]. 王愷.華中科技大學(xué) 2011
[2]自由曲面光學(xué)器件的設(shè)計及其在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 丁毅.浙江大學(xué) 2009

碩士論文
[1]幾種面型LED照明自由曲面透鏡自動優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 譚葉青.江南大學(xué) 2018
[2]雙自由曲面LED汽車前照燈光學(xué)系統(tǒng)研究[D]. 羅蝶.華南理工大學(xué) 2017
[3]LED均勻矩形光斑透鏡設(shè)計及其模壓仿真[D]. 楊婷.湖南大學(xué) 2017
[4]LED照明系統(tǒng)二次配光設(shè)計方法研究[D]. 羅秉東.廈門大學(xué) 2014
[5]LED燈具眩光特性的研究與評價[D]. 孫禮騰.浙江大學(xué) 2012
[6]基于自由曲面的LED照明系統(tǒng)研究[D]. 郝翔.浙江大學(xué) 2008



本文編號：2920476