基于色度學(xué)和非成像光學(xué)的LED照明技術(shù)研究.pdf

1、發(fā)光二極管（LED）照明具有發(fā)光效率高、方向性好、體積小、顏色多變、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在裝飾性照明和功能性照明領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，LED照明引領(lǐng)了第四代照明技術(shù)的突破。對(duì)于LED照明而言，光效、色溫、配光、顯色指數(shù)和散熱是其最重要的幾個(gè)研究方向，本論文主要解決了LED照明的色溫匹配和二次配光的問題。
　　本論文中，基于色度學(xué)原理，利用格拉斯曼混光原理，通過理論計(jì)算，確定了三基色LED照明的色溫匹配公式，建立了色溫坐標(biāo)（x，y）和三

2、原色亮度系數(shù)的關(guān)系。然后由MATLAB仿真軟件進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算，計(jì)算出匹配不同色溫時(shí)需要的三原色亮度系數(shù)，并通過改變?nèi)獿ED的亮度，利用積分球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。最后，本文通過改變變量，實(shí)驗(yàn)測(cè)試了不同色溫的白光以及各種彩色光的顏色混合情況。
　　本論文中，基于非成像光學(xué)原理，通過對(duì)光線進(jìn)行追蹤，利用斯涅爾（SNELL）定律和能量守恒定律，逆向建立了LED照明的自由曲面。即根據(jù)目標(biāo)平面的照明分布情況，建立入射光線、反射光線（折射光線）及法

3、向量的位置關(guān)系，從而構(gòu)造基于微分方程的光學(xué)自由曲面。最后通過MATLAB仿真軟件進(jìn)行數(shù)值求解，該結(jié)果對(duì)LED照明的二次配光具有指導(dǎo)性的意義。
　　此外，本文還利用LIGHTTOOLS照明設(shè)計(jì)軟件，基于配光算法的數(shù)值解，通過不斷調(diào)整光學(xué)自由曲面的參數(shù)，建立了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱和非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱等具有不同照明效果的自由曲面，通過光柵圖和極坐標(biāo)照明分布圖驗(yàn)證了自由曲面的正確性。最后利用照度計(jì)對(duì)圓形均勻照明、矩形均勻照明和蝙蝠型配光這幾種典型的LED照明