实现大范围均匀照明的LED透镜二次光学设计

提出了一种新的、利于实施计算的实现大范围均匀照明的LED灯具透镜设计方法。基于能量守恒定理和光线折射Snell定理,通过Matlab编程计算出自由曲面透镜坐标点。借助CAD软件和光学模拟软件Tracepro,模拟了自由曲面透镜的具体应用,在光源高为3m,接收面直径为10m的圆形照明区域,得到了均匀度达80%以上的照度分布,该设计可以应用在商场、工厂等室内照明灯具上。

LED信号灯二次光学设计

LED的应用范围日趋广泛 ,其相应的二次光学设计也越来越显出重要性。本文介绍了一种光学设计的思路和方法。

一种LED路灯透镜的二次光学设计与研究

LED的二次光学元件设计对LED路灯的配光及光学输出效率至关重要。文章针对大功率LED在路灯上的应用,基于选定的LED进行了一种用于LED路灯的自由曲面二次光学透镜的设计,并采用光学软件进行仿真。结果表明,采用非对称自由曲面二次光学元件可以实现LED路灯的矩形配光,采用这种LED模组组成的路灯便于结构设计、电源安装,不同功率的LED路灯只需要增加不同数量的LED模组即可。此种设计可以在很大程度上提高LED路灯的效率,提高路面照明的均匀度。

LED路灯的二次光学设计

本文针对大功率LED在路灯上的应用,探讨了LED光源的选择依据,基于选定的LED进行了基于透镜的LED二次光学设计,并采用ASAP软件进行了仿真。结果表明,此种设计可以很大程度上提高LED路灯的效率,提高路面照明的均匀度,达到传统灯具无法比拟的效果。

大功率LED路灯二次光学设计的模拟仿真

以大功率LED路灯配光问题为研究对象,将二次光学设计和蒙特卡罗研究方法相结合,提出大功率LED路灯的配光设计.通过tracepro仿真实验,得到了大强度光通量和高匹配光场的大功率LED路灯二次光学设计结果.采用凹槽填涂增反膜的多颗LED路灯相比同样输入功率的弧形底面多颗LED路灯提高1.36倍,而且空间光场分布更合理,出光集中在±15%.

光通量线方法用于LED二次光学设计

提出了一种非成像光学设计的新方法称为光通量线法。从已知的LED光强分布和要求的像面照度分布或要求的灯具光强分布出发,用此方法进行LED二次光学透镜面型的逆向设计,可以一次性求得透镜的两个或多个自由曲面的形状。本文全面介绍了光通量线的定义、性质、计算方法,以及由光通量线求解透镜表面形状的方法和程序,还简单介绍了若干运用本方法计算的实例。本方法有着简单、直观、实用等优点,可以用在多种场合,也可以用在自由曲面反射镜的设计中,多年来已经在许多光学工程设计中得到了成功的应用。

基于Tracepro的LED光照均匀性二次光学设计

朗伯型LED光源用于室内照明系统时,出光角度大,目标面上的照度分布不均匀,容易造成眩光。为了解决这个问题,设计了以COB封装的LED为定义光源,将复合抛物面反射器和菲涅尔透镜配合使用,通过Tracepro软件进行建模以及光线追迹仿真。仿真结果为:出光角度适中、有效光斑为1000mm、均匀度为85%。与朗伯型光源相比,均匀度提高了47.3%。

LED显示装置的二次光学设计

在LED显示屏飞速发展的前提下,设计以改变光线投射区域作为二次光学设计的切入点。为了保证整个发光系统的出光质量、提高显示效果,需要对LED显示装置进行二次光学设计。考虑到在实际点阵中挡板对上方向下照射光线的影响,将挡板沿45°斜面切开成三棱柱作为系统的导光部分,有效改善了挡板对向下光线的阻挡问题,从而使LED显示装置最大程度地满足了设计要求。

一种LED信号灯的二次光学设计思路与方法

作为一种新型的光源,LED随着科学技术的发展被越来越广泛地应用到各个领域中。本文主要对一种LED信号灯的二次光学设计思路与方法进行探讨。

LED二次光学设计的研究现状与展望

随着照明设计要求的不断提高,传统的球面光学元件已经不能满足现代照明的需要了。文章从几种常用的设计方法和设计流程出发对二次光学设计未来的发展进行了阐述。自由曲面光学元件由于控光性能好,已经成为必然的研究趋势。利用几何光学和光学扩展量、能量守恒定律求解自由曲面的偏微分方程,并利用Solid Works,Matlab和Trace Pro进行数值计算、离散点拟合和光学仿真,是目前最有效的方法。

基于阵列式连体透镜的LED二次光学设计

针对LED照明系统中单颗LED及其透镜组合设计的发光量小,照射范围有限,不能满足实际照明需求的问题,提出了一种阵列式连体透镜的LED二次光学设计。根据阵列式LED的特性建立多颗了LED光学模型,并运用光学仿真软件TracePro对该二次光学设计进行模拟与仿真。结果表明,阵列式连体透镜在改善光照均匀性方面具有较好的效果,可有效地改善照明系统的光效和光照均匀性。

LED路灯自由曲面二次光学透镜的设计

半导体发光二极管(LED)的发光效率高、寿命长等优点,使其成为目前道路照明中的应用趋势。针对LED在道路照明上的应用,为获得路面上均匀的矩形配光效果对选定的LED进行自由曲面二次光学透镜的设计,设计出符合城市道路照明标准的LED路灯配光方案,使LED模组直接实现矩形配光。考虑封装后LED的实际配光曲线应用网格对应法利用计算软件标定自由曲面二次光学透镜的离散数据点坐标,对透镜结构进行建模。

多表面LED二次光学透镜设计的偏折能力分配法

分析了多透镜系统的优点,提出了LED透镜的两个或多个自由曲面同时设计的新方法,称为偏折能力分配法。从已知的LED光强分布和希望的照度分布出发,设置透镜的多个表面对偏折光线能力的权重,利用非成像光学的光通量线设计方法,可以进行多个曲面LED透镜面型的逆向计算,一次性求得透镜的多个自由曲面的形状,而且只要简单地改变权重就可以控制透镜的总体形状。我们还给出了用本方法进行的无影灯双透镜设计的实例。本文的方法简单直观,通用性较强。

据光强分布设计LED二次光学透镜

文中首次提出根据光强空间分布的目标值逆向推算出LED二次光学透镜的全新方法。研究表明,只需已知光强的空间分布要求值便可设计出相应的光学透镜,得到所要求的配光。该方法先由光强与光通量的关系确定能量映射方式,再结合折射定律逆向推算出透镜曲面。文中对一简单的旋转对称型蝙蝠翼配光进行设计,所得透镜能够精确地达到光强分布要求,该方法的精确性及可靠性得到了验证。研究成果给LED二次光学透镜的设计带来了极大的便利。

LED城市道路照明灯具二次光学系统的光效分析

由于白光LED具有很多显著的优点,将其用作城市公共照明设施的替代光源有着许多的优点。然而要真正充分发挥半导体光源的长处,二次光学系统的设计至关重要。本文从系统光效和光场照度分布的角度出发,对各种光学系统的性能特点进行了分析,指出了二次配光设计时应考虑的问题和设计原则。介绍了一种独特的适用于城市道路照明二次光学系统,他能较好的满足城市道路照明的相关标准,并可以灵活地适用于不同的道路情况。

市政道路大功率LED照明灯具光学系统设计及仿真

市政道路大功率LED照明灯具光学系统能够将LED光源发出的光线聚集或向特定方向散发,以达到提高路面照度、节能等目的。在该文的研究中,相关工作人员基于LED光源一次光学设计与二次光学设计,针对呈圆斑的均匀照明光学系统进行建模和仿真试验,以期为市政道路照明系统优化升级提供技术支持。

LED光学设计的现状与展望

近年来,在各种新兴应用领域不断涌现的带动下,LED市场规模得到了快速地提升,应用于LED产品不同阶段的光学设计也显得尤为重要。本文分别对LED的一次光学设计、二次光学设计和后续光学设计进行了探讨。主要阐述了分立封装和集成封装的一次光学设计;二次光学设计方法中常用的反射、折射、反射折射相混合的模式以及二次光学设计的流程;简要地描述了后续光学设计。最后展望了不同阶段光学设计的发展趋势。

LED滑行道中线灯光学设计

LED光效的提升,使其在机场灯光中的应用成为可能。本文设计了一种LED滑行道中线灯的光学系统,在光学设计软件Tracepro中建立模型并进行了追迹模拟。该系统结构可靠、寿命长、光学性能达到国家标准的要求。相比传统光源,减少了整灯功率,达到了节能的目标。

基于非成像光学的LED路灯透镜设计方法

LED作为新型的绿色光源,在道路照明领域迅速发展。道路照明要求LED路灯在路面形成均匀性良好的矩形光斑,这就需要设计自由曲面透镜来达到配光要求。简要介绍了目前常见的自由曲面透镜设计方法,并就偏微分方程法和网格法进行了详细介绍与比较,认为网格法更具有良好的研究前景。

大面积高均匀LED光源的光学系统设计

为了解决模型表面涂料因光照不均匀而导致获取的光谱信息不准确的问题,设计了波长一定、大面积、高均匀性的LED激励光源系统。根据设计指标对单颗LED光源进行二次光学设计,即运用网格划分法对单个LED光源配制非球面匀光透镜进行匀光设计,经ZEMAX仿真和计算,该光源系统由4组阵列分布的LED光源(波长为380~385 nm)组成,在距离光源3 m处的目标照明面上可实现直径Ø3 m的辐照范围和130 W·m^(-2)的辐照强度,且辐照均匀度达到96.59%.结果表明此设计满足应用所需的均匀度和辐照强度要求。