LED自由曲面配光鏡的設計及應用.pdf

1、本文以非成像光學理論和自由曲面設計理論為基礎，采用Matlab中GUI界面開發(fā)了一款包含6種自由曲面配光鏡的照明元件設計軟件，實現了在界面中只需對其輸入特定的參數即可輸出配光鏡的面型，有效的簡化了自由曲面配光鏡的設計過程。將該軟件應用到室內照明和LED汽車前照燈照明系統(tǒng)中，得到的仿真結果符合國家標準。具體的研究內容如下：
　?。?）為了提高自由曲面配光鏡的設計效率，開發(fā)了一款應用于實際照明系統(tǒng)的照明元件設計軟件。該軟件包括6款常規(guī)

2、配光鏡和6款自由曲面配光鏡。其中常規(guī)配光鏡的設計是參考《基于非成像光學理論的LED汽車前照燈光學系統(tǒng)》中光學元件設計部分。本論文重點對6款自由曲面配光鏡的設計進行了深入研究。軟件可通過尺寸、配光角度和能量利用率等參數的限制直接優(yōu)化出照明元件面型，縮短了設計周期。
　?。?）在軟件中，針對點光源和發(fā)光面較大的擴展光源對自由曲面配光鏡模塊進行設計。針對點光源，首先為了實現不同的配光角度，采用網格劃分法設計了3款不同面型的形成圓形光斑的

3、自由曲面配光鏡；其次利用斯涅爾方程和切面迭代法，分別沿經緯方向求解自由曲面各節(jié)點坐標，擬合曲面輪廓模型，設計了一款形成矩形光斑的自由曲面配光鏡。針對發(fā)光面較大的光源，采用SMS法建立擴展光源光學系統(tǒng)的數學模型，推導出關于自由曲面透鏡的面型方程組，對其數值求解后進行樣條曲線擬合，完成了2款配光鏡的設計。
　?。?）將所設計的照明元件設計軟件應用到室內照明和LED汽車前照燈照明系統(tǒng)中，用光學追跡軟件Trace-pro進行仿真，仿真結果