基于逆向反饋優(yōu)化方法的LED自由曲面透鏡設(shè)計與研究.pdf

1、現(xiàn)在正大力提倡節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展目標以及國家對其相應(yīng)政策的扶持，LED（發(fā)光二極管）作為新一代綠色光源勢必會引起照明領(lǐng)域的一次重大變革。隨著LED 技術(shù)的不斷突破、成本的降低、應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，LED 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于道路照明、背光、車燈、信號燈等等。因為LED 有別于傳統(tǒng)光源的特點所帶來的與現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)無法兼容的問題，所以不僅要關(guān)注LED芯片的設(shè)計，而且還必須關(guān)注LED外圍設(shè)計。所以本文研究LED 照明設(shè)計，研究內(nèi)容是通過

2、自由曲面設(shè)計獲得目標平面照度均勻分布的效果，并且通過逆向反饋的方法進行優(yōu)化。
　　 本文提出了逆向反饋優(yōu)化方法使目標平面照度均勻分布，并綜合利用正向優(yōu)化方法。首先介紹LED 特性，并與傳統(tǒng)光源進行了對比。然后介紹了LED 光學(xué)設(shè)計的基本步驟以及相應(yīng)軟件介紹。接著在初始設(shè)計無法滿足照明要求的情況下，本文提出了逆向反饋優(yōu)化的方法對照明效果進行優(yōu)化，而且在設(shè)計中還綜合利用正逆向結(jié)合的方法。以前采用在光源劃分既定的情況下對目標平面劃分進

3、行修改（正向優(yōu)化）的方法來優(yōu)化照明效果，現(xiàn)在提出了依據(jù)仿真結(jié)果進行逆向反饋優(yōu)化。由于考慮復(fù)雜性問題，本文只對兩種情況進行研究：目標平面照度均勻分布的圓形光斑和矩形光斑，目的在于分析逆向反饋優(yōu)化的可行性。在圓形光斑情況下，通過正逆向結(jié)合的方法，照度均勻度由原來的60％提升到90％多；在矩形光斑情況下，通過逆向反饋優(yōu)化的方法，照度均勻度提升了一倍。本文提出的方法具有一定的創(chuàng)新性，并且跟以往設(shè)計方法有著一定的互補性，對于LED 照明系統(tǒng)設(shè)計有