嘉应学院 物理与光信息科技学院, 广东 梅州 514015
光强传输方程相位测量系统常使用激光作为光源或者借助商业显微镜搭建, 存在成像质量受相干噪声影响、系统体积大及成本高等问题。为解决以上问题, 提出一种基于LED照明的光强传输方程定量相位测量系统。使用LED照明, 避免了激光散斑噪声的影响。在显微成像模块中, 利用移动导轨调节并标定透镜位置, 使得切换不同倍率显微物镜时均能与透镜构成4f成像系统, 满足不同物体的测量需求。实验结果表明, 所提系统可准确实现定量相位测量, 具有系统紧凑、成本低、操作性强等优点。
光强传输方程 相位测量 显微成像 LED照明 transport of intensity equation phase measurement microscopic imaging LED illumination
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
针对现有的LED照明系统体积大、结构复杂、工作距离短的缺点, 提出一种轻量化、均匀性好、能够实现远距离照明的单颗LED投影系统的设计方法。从照明设计理论出发, 结合非成像设计和成像设计方法, 设计了由单颗大功率LED、聚光镜、孔径光阑和投影物镜组成的投影照明系统。聚光镜对LED出射的光线进行匀化并会聚于照明面位置, 投影物镜将照明面处的光斑投影到指定距离的接收面上。系统采用全透射式结构, 便于加工和装调; 单颗大功率LED作为光源能够有效减小系统体积和质量。实验结果表明: 系统能在3 m~3 km范围内形成均匀度大于90%的照明, 成像质量良好, 投影面畸变小于5%, 能满足远距离均匀照明投影的要求。
LED照明设计 远距离投影 照度均匀性 科勒照明 LED illumination design long distance projection illumination uniformity Kohlers illumination
1 华南理工大学 材料科学与工程学院, 广东 广州 510640
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
重影是阅读灯急需解决的一个重要问题.为了分析影响曲面底板配光的LED阵列照明重影的因子,采用Taguchi实验方法设计,并通过TracePro软件仿真实验,再运用ANOVA理论分析出因子对品质的影响程度,优化曲面底板LED阵列的各项结构参数.结果表明：最优化组合的最小重影为1.19 mm；LED芯片数量对重影宽度影响最大,占有50.17%的影响地位.进一步,为得到重影宽度更小的组合,可通过调小芯片与光轴夹角实现.
Taguchi方法 曲面底板 LED照明 重影问题 Taguchi method cured surface LED illumination multi-shadow problem ANOVA ANOVA
1 深圳大学 光电工程学院 光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室, 广东 深圳 518060
2 北京大学深圳研究院 运动控制技术实验室, 广东 深圳 518057
3 华南师范大学 华南先进光电子研究院 光及电磁波研究中心, 广州 510006
铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)导电层是触控显示技术的绝对定位元件, 为保障定位的灵敏性和准确性, 需对导电层表面缺陷进行质量检测.本文针对导电层透明区域机器视觉自动检测存在的问题, 提出了图案对比度增强的方法.该方法首先利用ITO材料的光谱属性及其表面光学特性, 设计出用于ITO导电层检测的近红外同轴光照明, 将图像对比度从零提高到4.5%.在通过光学方法实现了对比度从无到有的转变后, 充分利用数字图像预处理的优势, 结合基于小波变换的非线性增强方法, 最终成功将对比度提高至16%, 为后续ITO导电层缺陷的分析和识别提供了良好保障.
机器视觉 小波变换 LED照明 表面缺陷 图像增强 透明导电薄膜 缺陷识别 Machine vision Wavelet transform LED illumination Surface defects Image enhancement Transparent conductive film Defect recognition
1 上海市激光技术研究所, 上海 200223
2 上海市激光束精细加工重点实验室, 上海 200233
3 辐深紫外线系统公司, 上海 200233
LED因其节能、环保、寿命长等特点, 已渐渐被广泛应用于照明产业。为了兼顾LED照明的光效率与光束整形均匀化问题, 人们开发了光扩散膜技术。本文概述了LED照明产业国内外市场最新的发展动态, 光扩散膜的原理与制作工艺, 着重研究了光扩散膜的光匀化机理、不同微结构膜的光扩散效果和透过效率, 分析了其在LED照明产业中的技术状况及应用趋势。指出, 解决和掌握光扩散膜制作和产业化应用的核心技术, 是推动我国LED照明市场快速发展的关键。
LED照明 光扩散膜 光束均匀性 LED illumination diffusion film uniformity of beams
复旦大学信息科学与工程学院光源与照明工程系, 上海 200433
在LED照明应用中为实现矩形均匀照度分布要求，提出了一种基于一阶线性偏微分方程的自由曲面反射器设计方法。基于微分几何理论和折射定律描述了光线与自由曲面的相互作用。根据LED光源特性建立了朗伯光源与矩形被照面之间的能量拓扑关系，推导了自由曲面反射器的一阶线性偏微分方程和边界条件。分别使用Runge-Kutta法和有限差分法对边界条件和偏微分方程进行数值计算，并对计算结果进行光线追迹仿真。仿真结果表明自由曲面反射器光通利用率达到了94%，矩形被照面横向照度均匀度达到了0.9，纵向照度均匀度达到了0.8。程序计算时间少于1 s。
光学设计 自由曲面反射器 数值计算 矩形照度分布 LED照明 光学学报
2012, 32(10): 1022006
基于边光原理和椭流线理论提出了均分配焦椭流线的非成像光学设计方法，通过对LED光源的能量均分、椭流线虚实焦点的配对和光学仿真优化三个规范步骤实现了应用于LED匀光管均匀配光的菲涅尔反射器的光学设计.分析了光源、反射器和投射目标面三者之间的复杂关系，为LED照明设计的优化提供了方便.仿真结果表明,LED匀光管管壁照度的均匀度超过0.93，有效降低了LED光源的眩光性.
非成像光学设计 椭流线法 LED照明 菲涅尔反射器 Nonimaging optics Ellipse flow-line method LED illumination Fresnel reflector
针对LED在灯具配光、散热等方面达不到实用要求，无法真正体现出经济节能的问题，参照已有太阳能LED路灯产品，根据相关国家标准和行业标准，确定90W太阳能LED路灯系统的技术指标和性能要求，在此基础上进行初步设计。对系统中的主要部件进行设计论证和选型，得出一个可行的设计方案，通过MATLAB软件对LED的照度分布和灯具的配光进行仿真，并就配光和散热这两个方面对系统进行优化，使其符合道路照明要求。
太阳能发电 LED照明 配光 优化设计 solar photovoltaic LED illumination distribution of light optimal design
上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
以特定区域的均匀照明为目标，设计一种以单粒LED为光源的均匀投射系统。根据LED的发光特性以及能量守恒定律选择采用折射-全反射(TIR)光学系统，通过建立TIR折射面及全反射面轮廓曲线上的点所满足的常微分方程，利用Runge-Kutta求解常微分方程得到轮廓曲线上点的坐标，再在UG中对坐标点进行曲线拟合得到轮廓曲线，进而得到TIR模型及适合数控加工的面形数据。将TIR模型导入Tracepro并对投射系统追迹光线。模拟结果表明：目标平面的光照均匀度达到92.6%，系统的效率达到91.8%。
应用光学 大功率LED 投射器 LED照明 照度 applied optics high-power LED projector LED illumination illuminance
