實現(xiàn)LED均勻照明的透鏡設計
根據(jù)LED光源的特點，定義朗伯光源和近朗伯光源的函數(shù)，提出一種LED均勻照明的透鏡設計方法。推導出產(chǎn)生均勻光斑的透鏡設計方程MATLAB 采用，求解該方程的數(shù)值解 可實現(xiàn)在目標區(qū)域內(nèi)的均勻照明。
 引 言 在現(xiàn)代城市生活中， LED 的應用隨處可見，無論是景觀照明，交通信號燈還是家庭照明，都具有節(jié)能這樣一個共同的特點，另外其性能穩(wěn)定 壽命長等特點使得 LED 的應用越來越廣泛， LED 的市場需求越來越大 現(xiàn)在國內(nèi) LED 的發(fā)光效率最高可達到 142 lm/W，遠遠高于白熾燈，這使得 LED的應用領域得到了很大的拓展， LED 的照明設計也隨之有了很大的發(fā)展，不同的照明設計可以實現(xiàn)不同的照明目的，光學成像設計一般是傳統(tǒng)光學設計所采用的方法，但是這種設計方法具有明顯的缺點，即在優(yōu)化時需要設計人員具有豐富的經(jīng)驗而且費時費力，這讓許多初學者無從下手 本文根據(jù)非成像光學設計原理，建立數(shù)學模型，對均勻照明設計方法進行理論推導，利用 Tracepro 進行模擬仿真，可以實現(xiàn)在特定區(qū)域內(nèi)的均勻照明。 1.朗伯光源和近朗伯光源 在LED的應用中，需要設計LED的封裝透鏡光學結(jié)構(gòu)，控制LED的出光光束角，將其光束集中在一定的方向，于是便出現(xiàn)了不同的光束角，如2 1/2 為 120 90 60 30 等的 LED 器件。光束角為 120 的 LED 器件發(fā)光表現(xiàn)為朗伯光源特征，即各向同性，是較理想的光型[1]朗伯光源在某一方向上的發(fā)光強度 I 等于該光源發(fā)光面垂直方向上的發(fā)光強度 I0 乘以方向角的余弦，故朗伯光源又稱為余弦體光源，如圖 1 所示，其表達式為：  ......
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