基于透鏡陣列的LED照明光學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人們生活品質(zhì)的不斷提高，智能照明控制系統(tǒng)越來越受到人們的青睞。發(fā)光二極管(LED)以其光效高、壽命長、易于控制等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于智能照明控制系統(tǒng)。光束光斑實(shí)時(shí)可控的智能照明系統(tǒng)，具有降低能耗、營造氛圍等優(yōu)點(diǎn)，在分區(qū)照明、舞美燈光等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。如何簡化照明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，改善系統(tǒng)光束光斑控制的實(shí)時(shí)性，提高目標(biāo)平面光斑分布的多樣性等成為研究人員較為關(guān)注的問題。本文參考集成成像原理，提出了一種基于透鏡陣列的光束光斑實(shí)時(shí)可控的LED照

2、明結(jié)構(gòu)，完成了該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真，并在仿真基礎(chǔ)上搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。具體內(nèi)容可以概括如下:
　　提出基于透鏡陣列的光束光斑可控的LED照明結(jié)構(gòu)，描述了該結(jié)構(gòu)的基本工作原理。針對LED光源和透鏡的選型、LED點(diǎn)陣的排布和透鏡陣列的結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)要素，進(jìn)行理論分析;根據(jù)成像光學(xué)理論，推導(dǎo)透鏡陣列與LED光源矩陣間距的計(jì)算公式;在完成光學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景設(shè)計(jì)了基于透鏡陣列的LED照明系統(tǒng)。
　　利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件對基于

3、透鏡陣列的LED照明系統(tǒng)進(jìn)行建模，通過光線追跡進(jìn)行照明模擬。研究透鏡曲率半徑、大小和LED點(diǎn)陣間距對目標(biāo)平面光斑分布的影響規(guī)律;以分區(qū)照明為實(shí)際應(yīng)用場景，分析LED點(diǎn)陣與目標(biāo)平面光斑分布的映射關(guān)系，同時(shí)兼顧目標(biāo)平面的照度均勻性，提出針對點(diǎn)陣不同位置處LED光強(qiáng)分布的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行驗(yàn)證。
　　根據(jù)仿真結(jié)果與實(shí)際條件，設(shè)計(jì)并搭建了基于透鏡陣列的LED燈具實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。采用高亮度LED點(diǎn)陣顯示屏作為點(diǎn)陣光源，選用短焦距非球面的菲涅爾透鏡拼