一种优化 LED照明的三维 SMS设计方法

二维 SMS(多表面同时设计法 )设计能实现旋转对称的照明目标，但不能实现像矩形光斑配光要求的非旋转对称的照明目标，为此介绍了一种优化 LED照明的自由曲面透镜三维 SMS设计方法。通过研究三维 SMS方法的设计过程，详细分析了三维初始曲线的选取对于设计效果的影响：可以通过初始曲线的选取来使整个系统具有不同的性质，实现不同的设计要求。通过一个实例设计对三维 SMS方法进行说明，并且通过改变种子肋的选取来得到所需要的矩形照明光斑。结果表明：三维 SMS设计方法在实际 LED照明设计中光线的控制能力强，透镜结构紧凑、效率高，可实现特殊要求的非旋转对称照明目标。

Abstract

The 2D Simultaneous Multiple Surfaces (SMS) design can realize the goal of palindrome lighting. But it can’t realize the goal of lighting without rotational symmetry, such as rectangular beam desires. Thus, a 3D SMS method is introduced to optimize the LED lighting. A design example is presented to further verify the 3D SMS method, and a different rectangular illumination is produced by changing a different seed rib. The model of the freeform lens is constructed and the optical simulation is carried out. The results show that the light beams are controlled well by the 3D SMS method, the freeform lens is compact and efficient, and a target illumination without rotational symmetry is achieved.

参考文献

[1] Luo Y，Feng Z X，Han Y J，et al. Design of compact and smooth free-form optical system with uniform illuminance for LED source [J]. Opt. Express(S1094-4087)，2010，18：9055-9063.

[2] Feng Z X，Luo Y，Han Y J. Design of LED freeform optical system for road lighting with high luminance/illuminance ratio [J]. Opt. Express(S1094-4087)，2010，18：22020-22031.

[3] Cvetkovic A，Dross O，Chaves J，et al. Etendue-preserving mixing and projection optics for high-luminance LEDs，applied to automotive headlamps [J]. Opt. Express(S1094-4087)，2006，14：13014-13020.

[4] Ding Y，Liu X，Zheng Z R，et al. Freeform LED lens for uniform illumination [J]. Opt. Express(S1094-4087)，2008，16： 12958–12966.

[5] 陈鲤江，刘铁根 . 基于成像测量的车辆前照灯配光屏幕标定方法 [J].光电工程， 2006，33(11)：40-44. CHEN Li-jiang，LIU Tie-gen. Calibration of light-match screen for detection of photometric characteristics of vehicle headlamp using photogrammetry [J]. Opto-Electronic Engineering，2006，33(11)：40-44.

[6] Mi.ano J C，González J C. New method of design of nonimaging concentrators [J]. Appl. Opt(S1559-128X)，1992，31： 3051-3060.

[7] Benítez P，Mi.ano J C，Blen J，et al. Simultaneous multiple surface optical design method in three dimensions [J]. Opt. Eng (S0091-3286)，2004，43(7)：1489-1502.

[8] 吴仍茂，屠大维，黄志华 . 一种实现大功率 LED均匀照明的投射器设计 [J].应用光学， 2009，30(3)：372-376. WU Reng-mao，TU Da-wei，HUANG Zhi-hua. The Design of Uniform Illumination Projector with High Power LED [J]. Journal of Applied Optics，2009，30(3)：372-376.

[9] Oliker V. Optical design of freeform two-mirror beam-shaping systems [J]. J. Opt. Soc. Am. A(S1084-7529)，2007，24： 3741-3752.

[10] 赵立新，张雨东，王建，等 . 球面投影光刻物镜的设计 [J].光电工程， 2009，36(1)：93-97. ZHAO Li-xin，ZHANG Yu-dong，WANG Jian，et al. Design of Spherical Surface Imaging Projection Lithography Lens [J]. Opto-Electronic Engineering，2009，36(1)：93-97.

[11] 樊桂花，吴健华，孙华燕，等 . 采用组合透镜阵列准直半导体激光器线阵 [J].光电工程， 2010，37(11)：32-36. FAN Gui-hua，WU Jian-hua，SUN Hua-yan，et al. Laser Diode Linear Array Collimated by Lens Combination Array [J]. Opto-Electronic Engineering，2010，37(11)：32-36.

[12] 朱万彬，钟俊，莫仁芸，等 . 光谱共焦位移传感器物镜设计 [J].光电工程， 2010，37(8)：62-66. ZHU Wan-bin，ZHONG Jun，MO Ren-yun，et al. Design of spectral confocal chromatic displacement sensor objective [J]. Opto-Electronic Engineering，2010，37(8)：62-66.

蒋水秀, 孙翔, 冯华君, 贾宁. 一种优化 LED照明的三维 SMS设计方法[J]. 光电工程, 2012, 39(6): 91. JIANG Shui-xiu, SUN Xiang, FENG Hua-jun, JIA Ning. Three-dimensional SMS Design to Optimize LED Lighting[J]. Opto-Electronic Engineering, 2012, 39(6): 91.

一种优化 LED照明的三维 SMS设计方法

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索

一种优化 LED照明的三维 SMS设计方法

相关论文

相关资讯

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索