基于LED光源的前照灯用反光器研究

基于白光LED光源和车前灯技术要求,设计出一款适用于车前灯的集光反光杯,光源采用上下双排LED结构,实现远光、近光照明要求.源于光源和目标面效果的逆向分析算法得到反光器的配光曲线,构建出反光器,反光杯结构小巧,能量利用率达到97%.     

一种实现LED光源均匀照明的透镜设计

为解决大功率LED难以直接应用于照明的问题,设计了一款适用单芯片大功率LED的透镜,可在特定照明面上实现均匀照明。根据朗伯型光源辐射特性,采用折射和反射结构,先进行理论计算设计自由曲面面型,再利用Tracepro的交互式优化功能实现对透镜优化。优化得到的透镜经过软件模拟验证,在距离光源200 mm处直径为100 mm的目标照明面内照度均匀性优于87%;不考虑光能损失,光能利用率高于94%。     

大功率发光二极管路灯的一次光学仿真设计

利用反光碗对芯片出射光的角度限制,应用自由透镜曲面对光的聚光和散光作用,研究大功率发光二极管(LED)的配光曲线.设计反光碗和一次光学透镜,通过优化一次光学系统的参数,实现路灯用大功率LED配光曲线具有蝙蝠翼型,接受面上的光斑呈矩形分布的特征.仿真结果表明:设计可以达到路灯要求的光分布,可实现照度均匀度高达0.846,...     

实现多颗LED光源均匀照明的高亮度透镜设计

根据多颗LED组成的离散型发光面的特点,提出了一种能够使这种离散型发光面均匀照明的透镜设计方法,并推导出产生均匀光斑的透镜设计方程,并采用建模软件求解建模。这种"一对多合一"的配光方式不仅解决了市面上"一对一"的配光方式所带来的成本高、光效低等问题,也解决了针对COB设计的透镜光斑、黄斑问题,实现目标区域内的均匀照明。     

基于改进粒子群算法的LED室内照明光照均匀性研究

传统基于室内照明的光源布局存在缺陷,导致光照度不均匀及能源的浪费。为了解决此类问题,文章以单个LED理论模型为基础,推导出LED阵列的照度分布函数,以目标平面光照强度的标准差作为评价函数,以目标平面平均照度为约束条件,通过改进的粒子群算法优化LED的位置,使目标平面上的光照均匀性达到最优。利用Matlab仿真出优化后的LED阵列的光照分布情况,对比其他2种LED阵列,并通过实验,利用图像处理对实际场景照明的效果进行检验,实验结果表明该方法可行。     

基于微元能量映射的汽车LED近光灯透镜设计

针对常用汽车LED投射式照明系统近光灯光能利用率低的问题,根据非成像光学原理,研究了LED近光灯近光配光特性与光源光能量、光学自由曲面透镜参数之间的关系,在此基础上提出基于微元能量映射的LED汽车近光灯自由曲面透镜设计方法.为了验证该方法的可行性,利用切面迭代曲面构型法Rhino软件设计了汽车LED近光灯透镜,运用Tracepro光学软件构建了汽车LED近光灯照明系统,然后对该系统进行了计算机仿真.结果表明,所设计的LED近光灯自由曲面透镜产生的光型不但能满足近光灯法规要求,而且光能利用率较常用的汽车LED近光灯照明系统提高23.5%.     

LCD直下式背光LED间距、灯腔深度及均匀性设计

为满足直下式LCD显示亮度不均匀性小于20%与背光设计薄型化要求,建立阵列LED背光及其上方平面照度的数学模型。根据单颗LED的发光特性,推导出阵列LED上方平面的照度分布。结合亮度不均匀性公式,采用Matlab软件对阵列LED间距、LCD灯腔深度、阵列LED上方平面照度不均匀性之间的关系进行定量研究。通过对LED间距为8.8 mm的照度不均匀性分析,结果显示灯腔深度为10 mm可满足不均匀性小于20%的要求。然后对任意阵列LED间距情况下的照度不均匀性进行计算,结果表明,灯腔深度与LED间距之比约为1.1时,能满足薄型化设计要求和上述显示不均匀性要求。     

功率LED组合灯组配光设计关键技术研究

根据照明要求,设计了一款大功率汽车LED车灯。采用了新的配光方法;在路灯的驱动电源设计上,以保证电源可靠性为前提,使用尽可能少的元件对驱动电源进行了结构优化和性能提升,实现了其驱动效率高于现有市场上同类拓扑的驱动电源的效率的目标。     

布灯方式对隧道照明的影响

为了研究布灯方式对隧道照明的影响,采用照明设计软件DIALux设计了隧道模型。在隧道模型里,分别按对称布灯方式、交错布灯方式和中央布灯方式建立了照明系统,使用相同的LED灯具,进行了仿真试验。试验结果表明,中央布灯方式的路面照度、亮度及亮度均匀度最高,照明效果最好,交错布灯方式优于对称布灯方式。在满足路面照度、亮度及路面亮度均匀度要求的前提下,中央布灯方式可以使用较小功率的灯具,从而节省电能。     

在线图像可视铁谱LED阵列反射光源设计与实现

针对在线图像可视铁谱(on-line visual ferrograph,OLVF)反射光源亮度低、照明不均匀影响铁谱成像质量的问题,提出了一种用于OLVF探头的LED阵列反射光源。该反射光源为圆环形LED阵列结构,由8颗0.1W小功率LED组成。基于照明均匀性理论与仿真分析,确定了反射光源结构参数、安装高度及均匀照明区域大小;利用TracePro仿真计算了光源在磨粒沉积区域的照度均匀性。实验结果表明:圆环形LED阵列反射光源的照明均匀性较好,磨粒沉积区域的辐照度分布为130~150W/m2,其光通量为56.64lm,显色指数为82.6,色温为6 376K,功率为0.336 1W,符合OLVF的低功耗、高亮度、均匀性照明等要求,铁谱成像质量得到了提高,有利于磨粒形貌观测与视觉特征信息提取。     

采用遗传算法的可见光通信LED阵列分布优化

采用遗传算法快捷、准确地优化发光二极管(LED)阵列结构,使其在接收器上(目标平面)的光照分布均匀.推导LED 阵列的照度分布函数,以光照函数标准差与平均差的比值构建一个适应度函数,以此衡量目标平面的光照分布均匀度.获得光照分布最优时的LED 阵列结构数据后,应用MATLAB对几何模型进行仿真.仿真结果表明:目标平面的照度均匀度达到97.4%,验证了所提算法的有效性与可行性.     

基于光学仿真Tracepro软件对多面微结构导光板光学性能的研究

导光板是液晶显示器重要的组成元件之一，光线从侧面耦合进入导光板时，导光板表面的微结构会改变光线的传播路径，使其从导光板出光面（正面）均匀出光，因此导光板表面的微结构是实现均匀出光的关键。基于光学仿真Tracepro软件进行导光板表面的微结构的设计，在保证出光效率的基础上，使导光板的照度均匀度由54.3%提高至80.8%；并且在照度均匀度为80%左右的基础上，在出光面添加微结构，使得出光效率提高至60%。最后采用底面网点微结构远光源处密度大于近光源处密度的排列方式，使得导光板的照度均匀度得到明显提升，最大达到90.2%。     

织物漫反射光分布曲线的模拟计算

利用较为接近实际的织物模型,在余弦漫射和均匀漫射假设下对织物的漫反射光分布曲线进行了模拟计算.结合织物的结构因素进行了分析,并对织物的漫反射性质以及反光分布曲线中镜面反射成分和漫反射成分的划分方法进行了讨论.     

紫外光辐照系统光强分布计算机模拟

基于VC++运用OpenGL对具有抛物柱面反射罩的线光源在工件上平面的光强分布进行了计算机模拟研究。建立了物理数学模型,提出了相应的基本假设,推导出在工件上平面各点辐照强度的计算公式。计算机模拟结果直观、清晰地反映出紫外光辐照系统各参数变化对光强分布的影响。     

Study on Segmented Reflector Lamp Design Based on Error Analysis

This paper discusses the basic principle and design m ethod for light distribution of car lamp, introduces an important development: h igh efficient and flexible car lamp with reflecting light distribution-segmente d reflector (multi-patch) car lamp, and puts out a design method for segmented reflector based on error analysis. Unlike classical car lamp with refractive lig ht distribution, the method of reflecting light distribution gives car lamp desi gn more flexibility. In the case of guarantying the li...     

接近式光刻衍射光场的快速计算机模拟

接近式光刻中一般采用柯勒照明系统,并采用蝇眼透镜形成多点光源均匀掩模面的光场分布.利用基尔霍夫衍射理论及多点光源的衍射光场非相干叠加方法,对光刻胶表面的衍射光场进行了快速计算机模拟,并与霍普金斯理论计算结果进行了分析比较.结果表明采用基尔霍夫衍射理论及多点光源的衍射光场非相干叠加的模型不仅快速而且也可以比较准确地模拟接近式光刻的衍射光场分布.     

变密度均光波导多层存储器原理和实验

介绍了变密度均光波导多层存储器的基本结构和原理.波导多层存储器是通过收集波导侧面信息符发出的散射光来读取数据的,而变密度均光波导多层存储器的设计主要是为了解决波导多层存储器侧面散射光强不均匀的问题.理论推导表明当波导衰减系数沿着寻址光传播方向逐渐增加时可以实现波导侧面散射光强均匀分布.而波导衰减系数的其中一个参量就是信息符的分布密苘度,因此我们通过改变不同位置处信息符的分布密度就可以实现均光.为了证明理论的正确性,设计了原理性实验,完成了原理性实验器件的研制.原理性实验对变密度均光波导多层存储器的结构、原理以及实现均光的可行性进行了验证.实验还将变密度均光波导多层存储器的性能与一般的波导多层存储器作了对比,实验效果良好.     

反射法获取线状光源的方法研究

应用柱面反射镜单向扩展光束方法设计出一种应用于检测钢轨磨耗的激光线光源,这种线光源能够在纵向光强分布和横向光斑宽度上加以控制.文章介绍了这种线激光光源的工作原理、所得线激光的性能及其采取的技术措施.这种线状光源已在济南铁路局总部动态检测钢轨磨耗系统中投入使用,效果良好.     

紫外光刻中部分相干光的传播及衍射效应

基于Hopkins公式,研究了接近式紫外光刻中扩展准单色光源经柯勒照明系统传播到掩模表面上任两点的复相干度,并建立相应的基于部分相干光理论的光刻模型.应用部分相干光的传播理论,研究掩模平面到光刻胶表面任意两点互强度的传播,进而得到光刻胶表面的光强分布.以此为基础,分析了由于掩模与光刻胶之间光的衍射效应而产生的光刻微结构的图形失真.给出了理论模型的计算模拟结果,并用实验对该理论模型的计算结果进行了验证.