一种LED检修灯的设计

设计了一款新型LED检修灯，在规定角度范围内光强分布均匀且高效光输出。高亮度LED出射光基于TIR透镜进行准直，通过偏光光学面进行出光以获得一定角度范围内的光强均匀分布，增加了可视角。利用专业光学设计软件对设计方案进行了模拟，给出了光强分布结果。合适的结构加工工艺和对LED电源的评估测试，确保产品的性能和可靠性。结果表明，该产品的设计满足要求。     

LED全反射透镜计算新方法

全反射(TIR)透镜是LED照明中广泛使用的透镜类型。现有的设计方法大多为修正法,即选择一个现有的透镜作为模型,然后根据光学仿真结果对其进行修正。这种方法的使用范围是有限的。也有直接进行形状计算的方法,但计算十分复杂。本文提供了一个不需要复杂计算的TIR透镜的从头计算新方法,即利用制造商给出的LED光强的空间分布和用户的照明要求,直接计算出TIR透镜自由曲面的坐标。此方法的TIR透镜是由透射区(A区)的两个面和全反射区(B区)的三个面两部分组成。光线在本方法中被赋予既有方向属性又有相等能量的属性,称为光通量线。把LED的全部能量平均分配到N条光通量线中,分配方法是用一个数学函数表示厂家给定的LED光强分布,沿此分布曲线分N段积分可求得N条入射光通量线角度序列。另一方面,按照用户给定的照明要求可得到照明光线的光强分布,同样可求得N条出射光通量线角度序列。把这些入射和出射光线各分成A区N1条和B区N2条两部分(N1+N2=N)。由上述两个序列,分别在A、B两个区按照折射定律计算,得到透镜五个面共5N个折射(反射)点的位置,当N足够大时可得到平滑的透镜。这种计算方法可以选择不同的计算参量,从而得到不同的TIR透镜形状,如准直透镜、不同照明角度的透镜、非均匀照明的透镜等,适合用在范围很广的多种照明场合。计算过程没有复杂的数学运算,而计算结果准确,物理意义明确,几乎不需要模拟修正就可以直接用来建模加工。此方法有较高的可靠性和灵活性。     

助航灯用颜色滤光片设计

分析了机场用助航灯具对色度坐标及亮度的光学特性要求,根据助航灯具使用的光源,采用透射滤光片的结构改变光源出射光的颜色。研究了结合滤光片的灯具色度坐标参数计算方法。通过对红色、黄色、绿色滤光片的光谱分析设计,获得了满足色度坐标要求的光谱透射曲线,并具有较高光效。     

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。     

非成像光学应用于LED照明的研究

本文主要研究和讨论了采用LED作为光源的照明系统的二次配光器件设计方法以及经过配光后的照度分布。在过去的五十年中,照明光学技术取得了重大的发展和进步,一些新的技术和应用逐渐出现并被应用到照明行业的各个领域,如背光照明领域、户外照明领域,室内照明领域以及投影显示领域等等,而这些技术的核心问题就是如何获得预先设定形状的照度分布。与成像光学不同,照明光学系统属于非成像光学的范畴。因此,在本文中,对照明领域中基本问题的回答将从非成像光学的角度论述,这些观点包括了一些新的设计思想和设计理念,例如＂边缘光线理论＂、＂光学扩展量守恒＂、＂最大收集率＂等等,试图建立一个完整的应用于LED照明二次光学设计的框架。     

一种LED交通信号灯的光学系统设计

设计了一款新型LED交通信号灯,在规定角度范围内光强分布均匀且直观无明显颗粒感。将高亮度LED出射光用均光透镜等光强分布在菲涅尔透镜平面上,利用菲涅尔双面透镜进行准直,通过曲面光学面罩进行出光以获得一定角度范围内的光强均匀分布,增加了可视角以及降低太阳幻像影响。利用光学设计软件Optiworks、Lighttools等对设计方案进行了模拟,将各角度光强分布模拟结果与标准要求进行了比较。通过仿真人眼对信号灯的成像,呈现人眼的观察效果。结果表明该光学系统设计满足设计要求。     

一种用于均匀照明的LED透镜设计方法

本文针对目前应用越来越广的LED照明光源,提出了一种采用非成像光学设计原理为基础的均匀照明设计方法。根据推导得到的公式,采用MATLAB编程,可实现任意角度的均匀圆形光斑照明区域。     

电流对功率型白光LED光学参数的影响

LED是一种电致发光器件,电流与器件出光有直接的关系,该文讨论了在不同电流下,功率型白光LED发光的色温、光通量、色坐标等光学参数的变化,并分别得到相应的结论。     

自由配光设计中的复合抛物面三维同步多表面方法

为实现LED朗伯光源的矩形配光,提出了一种基于"脊肋"法的三维同步多表面非成像光学设计方法。该方法根据给定的辐照度分布,先由复合抛物面(CPC)完成初级配光,将朗伯光源±90°的发散角缩小到45°,再在二维平面生成一对"脊"线,然后向两侧生长出"肋"线,生成两个曲面框架,最后利用由NURBS曲面算法构建出两个自由曲面实现目标配光。两个自由曲面的引入提升了设计的自由度,但也大大增加了设计难度。将该方法应用到矩形均匀配光设计中,仿真结果表明:在远场接收面上得到一个较规则的方形轮廓且光束半发散角约为3.66°,考虑反射损失后其光效仍高达63%以上,平顶均匀度高于0.96。     

LED封装光源光学设计的研究现状

为了提高LED封装光源照明系统的光照效率和照明空间颜色的均匀性,并根据不同的应用环境照明系统的光形进行控制,对LED封装光源照明系统进行光学设计及设计方案的优化必不可少。本文针对目前LED封装光源中的点光源、扩展光源以及自由曲面光学设计的研究现状进行分析,并对LED封装光源光学设计的发展趋势进行了探讨。