基于透鏡陣列的LED照明光學設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著人們生活品質的不斷提高，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，廣泛應用于智能照明控制系統(tǒng)。光束光斑實時可控的智能照明系統(tǒng)，具有降低能耗、營造氛圍等優(yōu)點，在分區(qū)照明、舞美燈光等領域廣泛應用。如何簡化照明控制系統(tǒng)的結構，改善系統(tǒng)光束光斑控制的實時性，提高目標平面光斑分布的多樣性等成為研究人員較為關注的問題。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時可控的LED照

2、明結構，完成了該結構的設計與仿真，并在仿真基礎上搭建了實驗平臺進行驗證。具體內容可以概括如下:
　　提出基于透鏡陣列的光束光斑可控的LED照明結構，描述了該結構的基本工作原理。針對LED光源和透鏡的選型、LED點陣的排布和透鏡陣列的結構等設計要素，進行理論分析;根據(jù)成像光學理論，推導透鏡陣列與LED光源矩陣間距的計算公式;在完成光學設計的基礎上，結合實際應用場景設計了基于透鏡陣列的LED照明系統(tǒng)。
　　利用光學設計軟件對基于

3、透鏡陣列的LED照明系統(tǒng)進行建模，通過光線追跡進行照明模擬。研究透鏡曲率半徑、大小和LED點陣間距對目標平面光斑分布的影響規(guī)律;以分區(qū)照明為實際應用場景，分析LED點陣與目標平面光斑分布的映射關系，同時兼顧目標平面的照度均勻性，提出針對點陣不同位置處LED光強分布的優(yōu)化設計，并進行驗證。
　　根據(jù)仿真結果與實際條件，設計并搭建了基于透鏡陣列的LED燈具實驗平臺。采用高亮度LED點陣顯示屏作為點陣光源，選用短焦距非球面的菲涅爾透鏡拼