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LED自由曲面准直透镜的优化设计方法

Optimization of Freeform Surface Lens for Collimating Illumination of LED

郝剑   刘华   孙强   王尧   荆雷  
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摘要

提出了一种自由曲面准直透镜的优化设计方法。通过对二次B 样条理论、Scheme 语言和优化引擎的结合使用,实现了准直透镜的优化设计。采用1 mm×1 mm 朗伯体发光的LED 作为光源,透镜材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),通过对两款不同结构准直透镜的优化设计,可以实现发散角为±5° 的准直照明,能量利用率均可达90%以上。与现有的优化方法相比较,此方法具有对初始模型依赖较低、设计方法简单和普适性高等特点。

Abstract

An optimization design method of collimating lens is proposed. The quadratic B-spline theory, Scheme language and optimization engine are used in combination to achieve the optimization of freeform surface lens. The Lambert emission of 1 mm × 1 mm LED is used as light source, and the lens material is polymethyl methacrylate (PMMA). The collimating lenses of different structures are optimized by this way. The energy efficiency can be up to 90% . Compared with the current methods, it has the advantages of less dependence on the initial model, simple design process and high versatility.

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中图分类号:O439

DOI:10.3788/lop51.032302

所属栏目:光学器件

责任编辑:胡冰

基金项目:国家973 计划(2012C13227101)、吉林省科技发展计划(20130206018)

收稿日期:2013-10-22

修改稿日期:2013-12-04

网络出版日期:2014-02-20

作者单位    点击查看

郝剑:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电技术研发中心, 吉林 长春 130033中国科学院大学, 北京 100049
刘华:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电技术研发中心, 吉林 长春 130033
孙强:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电技术研发中心, 吉林 长春 130033
王尧:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电技术研发中心, 吉林 长春 130033
荆雷:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电技术研发中心, 吉林 长春 130033

联系人作者:郝剑(haojianjenieciome8@163.com)

备注:郝剑(1988—),女,硕士研究生,主要从事非成像光学设计方面的研究。

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