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 板上芯片型LED光源均匀照明自由曲面透镜设计

梁文跃 李远兴 龙拥兵 申冬玲 茹达兴 凡利娟 谢凯彬

[摘要]提出了基于能量映射关系和易加工性约束的照度偏离量累加反馈优化算法, 并设计了一款可实现照度均匀分布的基于板上芯片(COB)型发光二极管(LED)光源的自由曲面透镜。本算法将每次迭代反馈优化后的仿真光分布与目标光分...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(01):012202

 平板型太阳能聚光器的无漏光设计

尹鹏 徐熙平 姜肇国 吕家祺 高少华

[摘要]针对平板型太阳能聚光器中出现的漏光问题,提出了无漏光聚光器的设计方法.该方法结合简单的数学计算与折射定律、反射定律推导出光线在光波导板中无漏光传播的最大距离理论公式,建立了无漏光聚光比与空气隙结构张角角...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(09):0923004

 基于光源近场模型的LED光学扩展量测量方法

桂立 尹韶云 蔡文涛 孙秀辉 杜春雷 丁学专

[摘要]基于精确的LED光源近场模型, 提出了一种LED光学扩展量测量方法.通过追迹LED近场光源模型中的光线数据, 可获得LED光功率关于光学扩展量的关系曲线, 直观反映出LED光源的光学扩展量特性和光能利用率等信息.以紫外曝光系...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(01):0112004

 基于椭圆型Monge-Ampére方程的太阳能聚光器设计方法

尹 鹏 徐熙平 姜肇国 张璐璐

[摘要]基于微分几何原理, 结合折射、反射定律以及能量守恒定律, 将太阳能聚光问题转换成一个带有非线性边界条件的椭圆型Monge-Ampére方程, 并建立了相应的数学模型。根据该数学模型, 设计了自由曲面聚光器, 利用光线追...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(09):0922002

 用于周向探测的均匀配光非球面柱透镜设计

郑 翔 赵柏秦

[摘要]针对周向探测系统对探测激光光束发散角大小和能量均匀分布的要求, 提出了一种基于非球面柱透镜阵列的分区探测方案。探测系统光源为快轴准直的半导体激光器阵列, 激光慢轴由非球面柱透镜阵列进行配光。提出了平行光线...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(05):0522003

 产生多向准直光束的自由曲面反光镜设计

钱伟 杨波

[摘要]在大地测量领域中,经常会遇到需要产生360°环形准直光束的情况,目前采用的方案是将半导体激光器光束准直,准直后激光束垂直入射到45°圆锥面,经圆锥面反射后形成环绕圆锥面的360°环形出射光束。为了...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2016, 53(01):012201

 LED照明的光学器件设计与仿真

曾丹 彭冬生 蒋月

[摘要]大功率LED集成光源在实际照明工程应用很多, 但是集成光源的照明效果不是很理想。为了解决大功率LED集成光源难以直接应用于照明的问题, 根据非成像光学理论, 设定合适的初始参数, 利用能量守恒建立LED光源与目标照明面...

 PDF全文红外与激光工程 | 2016, 45(12):1220001

 一种混色照明透镜设计

李强 李湘宁 潘逸君上海理工大学光电信息与计算机工程学院 上海 200093

[摘要]混色均匀性对大部分彩色 LED照明而言都是一个难点, 尤其体现在近距离小角度空间范围。本文由此提出了准直透镜与复眼微结构组合的混色透镜设计, 具有良好的混色效果, 适用于智能照明。根据实际仿真, 对设计方法进行特...

 PDF全文光电工程 | 2016, 43(05):59

 新型LED汽车前照灯光学系统设计

李姜一欣 邢海英 何云堂 朱江

[摘要]利用圆环形LED光源阵列结构, 结合反射杯与自由曲面透镜的混合型配光, 设计了可以实现对汽车前照灯远光和近光同时配光的光学系统。对经反射器聚光后的光线及配光屏幕进行了适当的网格划分, 根据能量守恒定律, 建立了出...

 PDF全文光学技术 | 2016, 42(02):176

 固态体积式真三维立体显示器双灯照明系统设计

裴治棋 冯奇斌 陈晓静 吕国强

[摘要]为了提高固态体积式真三维立体显示器的显示亮度, 根据方棒照明系统的特点, 设计了一种基于直流驱动、平行光出射的双灯照明系统。该设计根据光学扩展量守恒原理, 提出了一种通过延长投影光源汇聚距离的方法以实现双灯...

 PDF全文应用光学 | 2016, 37(01):131

 基于非成像光学的高亮度光源设计

郝剑 孙强 王尧 荆雷 刘英

[摘要]基于非成像光学理论, 提出了一种阵列型LED光学系统的优化设计方法。通过对二次B样条理论、Scheme语言和优化引擎的结合使用, 实现了对准直透镜和柱面镜的优化设计。通过对两款透镜的灵活使用, 实现了光能量的传输和重...

 PDF全文光电子技术 | 2016, 36(01):33

 实现小发散角圆形照明的TIR透镜设计

刘典宏 张晓晖

[摘要]TIR结构可准直LED光,因此被广泛应用于LED二次光学系统设计。通过调整TIR结构的全反射面,可以实现不同小发散角的圆形照明。设计了半发散角为5°和10°的透镜并进行了仿真验证。仿真结果表明,当采用点光源或者...

 PDF全文光电技术应用 | 2016, 31(03):13

 基于发光二极管配光曲线设计自由曲面透镜

冯奇斌 李亚妮 李其功 吕国强

[摘要]针对头盔显示器(HMD)液晶像源的特殊要求, 选择了一款小尺寸、高光效的发光二极管(LED)作为背光光源。基于此LED的光强分布曲线, 利用非成像光学理论设计了双自由曲面透镜阵列, 以期进一步提高背光光效。首先对单个LED...

 PDF全文光学 精密工程 | 2016, 24(08):1884

 荧光偏振免疫分析仪光源准直系统设计

胡文波 巩岩

[摘要]针对荧光偏振免疫分析仪对光源的需求,提出使用发光二极管(LED)作为激发光源并设计了口径小、结构紧凑且准直度高的配光系统。根据LED 的发光特性,采用折射自由曲面和反射自由曲面组合的方式实现对光源的准直。利用几...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2015, 52(11):112204

 摄远物镜实现太阳模拟器的小型化

吕涛 付东辉 陈小云 郭帮辉

[摘要]太阳模拟器是非成像光学领域的重要应用。由于光学系统的特殊性,导致其光路很长,当采用双分离准直物镜时,准直系统的长度占了很大一部分。因此为实现太阳模拟器的小型化,提出将具有短后截距的摄远物镜替代通常采用...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2015, 52(01):012201

 基于Taguchi法设计带有圆锥台元件的超薄直下式LED平板灯

陈浩伟1 文尚胜1 3 马丙戌1 陈颖聪1 3 黄诗敏2

[摘要]针对直下式LED平板灯厚度大、光源密度大的缺点,设计了一种带有圆锥台光学元件的超薄直下式LED平板灯,利用漫反射背板和反光圆锥台结构增加LED的混光距离,提高平板灯均匀度.应用划分单元的思想,以一个六角形光源为单元...

 PDF全文光子学报 | 2015, 44(10):1022003

 基于菌落挑选仪的背光源优化设计

李道萍 郑继红 韦晓鹏 张荣福 孙鑫 费敏锐

[摘要]高通量菌落优选仪是一款集菌落分析、菌落挑选于一体的仪器, 其中的照明光源尤为重要, 需要进行设计与优化。LED阵列中灯的数量和混光距离是两个重要的影响背光源光照均匀度的因素, 按一定的步长改变灯的数量和混光距离...

 PDF全文光学技术 | 2015, 41(05):404

 自由反射面设计中的椭流面光滑化研究

张 航 刘 超 马宇飞 周海波 苏泽宇 陈 钢

[摘要]基于配焦椭流面的光学自由曲面设计具有几何意义明确、设计灵活和优化思路清楚等优点, 但也存在表面不光滑的弊端。为了将每个椭流面片尽可能地光滑拼接, 从边缘一点为起始位置开始构建自由反射面, 先在θ方向构建光滑...

 PDF全文应用光学 | 2015, 36(05):818

 基于非成像光学的均匀光强反射器设计

罗元 邓燕

[摘要]目前, LED的应用越来越广泛, 但在信号指示灯或室内照明等领域要求其光强均匀分布。提出了一种实现均匀光强反射器的设计方法, 该方法根据能量守恒建立了LED光源与目标面的能量对应关系, 采用差分的方法求解反射器面形...

 PDF全文半导体光电 | 2015, 36(02):285

 基于半导体激光器的线性整形自由曲面反射镜设计

唐舰 杨波

[摘要]在许多测量系统以及激光焊接的系统中,拥有一字线图案的激光器发挥着重要的作用。为了提高传统一字线激光器光学系统的光能利用率和改善光学照明效果,研究设计了一种自由曲面反射镜,使得光线在细线的宽度方向准直出...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(02):0208002

 用于液晶显示屏幕检测的大口径小角度LED光源设计

王尧 荆雷 党博石 孙强 刘英 刘华 郝剑

[摘要]针对液晶显示屏幕检测中光源照明均匀性较差的问题,基于非成像光学理论提出了一种大口径小角度的发光二极管(LED)照明光源设计方法。光源采用阵列式照明方式,对单颗LED 设计菲涅耳透镜实现小角度的准直照明;推导阵列...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(10):1022002

 自由曲面匀光透镜的建模误差分析及补偿设计

桂立 孙秀辉 尹韶云 杜春雷 向阳

[摘要]自由曲面匀光透镜被广泛应用于发光二极管(LED)照明中。传统的基于几何近似的自由曲面求解方法,由于存在建模误差,导致求解的面型不够精确,照明面均匀性下降。提出了一种误差分析及补偿方法,通过建立面型误差和出射...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(10):1022008

 基于配焦椭流线法和梯度优化的自由反射面设计

张航 李梅花 马宇飞 梁雪 严金华

[摘要]结合配焦椭流线法和梯度算子,提出了一种针对LED 扩展光源的自由反射曲面优化设计方法,其中配焦椭流线法负责生成自由反射曲面,梯度算子实现逐代优化。以线度为5 mm 的LED 扩展光源的轴对称均匀投光为例,完成了单个...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2014, 51(05):052201

 LED自由曲面准直透镜的优化设计方法

郝剑 刘华 孙强 王尧 荆雷

[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)...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2014, 51(03):032302

 双自由曲面LED均匀照明准直透镜设计

孟祥翔 刘伟奇 冯睿 魏忠伦 周敏 杨建明

[摘要]为了克服传统LED准直器在近场难以实现均匀照明的缺陷, 设计了一种双自由曲面均匀照明准直透镜.透镜分为折反两部分, 每部分都利用双自由曲面进行匀光和准直.根据马吕斯定律, 推导了实现光束准直出射的等光程方程, 并将...

 PDF全文光子学报 | 2014, 43(08):0822003

 用于扩展光源均匀照明的自由曲面反馈设计

李登高 殷松峰 凌永顺 杨华 解震 吴晓迪

[摘要]为克服点光源近似条件下设计得到的自由曲面应用于扩展光源系统时均匀度降低的缺点,基于偏微分方程法提出了一种反馈优化算法.建立了扩展光源辐射模型,在点光源近似条件下求解偏微分方程数值解得到初始曲面结构; 讨论...

 PDF全文光子学报 | 2014, 43(04):0422001

 紧凑型LED配光设计中光源模型可靠性研究

董丽 刘华 王尧 孙强 刘英 辛迪 荆雷

[摘要]针对现有LED光源建模适用条件及可靠性不确定性的问题, 对紧凑型LED配光设计中光源建模可靠性进行了研究.通过优化设计具有不同透镜光源直径比模型的方法, 对点光源、表面光源、ray文件光源三种建模方式在系统中的差异...

 PDF全文光子学报 | 2014, 43(02):0222003

 LED天幕灯的光学设计

刘晓东 李湘宁 汪宇青

[摘要]天幕灯是一款用于近距离照射大面积幕布的特殊灯具。为了在限定的区域内获得幕布的均匀照明, 天幕灯需实现非对称、大角度的特定出射光强分布。基于几何光学和辐照度理论, 首先建立满足幕布均匀照明要求的天幕灯配光曲...

 PDF全文光学技术 | 2014, 40(04):331-334

 基于非成像光学环带法的反射器设计

刘希

[摘要]应用非成像光学的原理, 介绍一种简单、实用的旋转对称反射器的自由曲面设计方法——环带法。提出环带法的设计思路, 将光源的出光分布和灯具光学组件的出光分布分别按一定的角度间隔平均划分为不同的环带区间, 根据不...

 PDF全文应用光学 | 2014, 35(04):608-613

 LED显示屏高光效高画面填充比光学设计与研究

田志辉 王瑞光 陈宇 苗静

[摘要]针对传统LED显示屏光能利用率和图像画面填充比低的缺点,基于非成像光学理论,提出了一种提高光能利用率和画面填充比的全彩LED显示模块结构系统和设计方法。利用复合抛物面集光器CPC对LED管芯发出光线的发散角进行变...

 PDF全文发光学报 | 2014, 35(02):251-256

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