板上芯片型LED光源均匀照明自由曲面透镜设计

作者：梁文跃; 李远兴; 龙拥兵; 申冬玲; 茹达兴; 凡利娟; 谢凯彬

来源：激光与光电子学进展, 2017, 54(01): 217-224.

• 光学设计
• 非成像光学
• 板上芯片型发光二极管
• 自由曲面
• 反馈优化
• 均匀照明
• 易加工性

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布的照度偏离量,累加到预设目标光分布进行修正,并利用修正后的目标光分布结合能量映射关系重构自由曲面透镜模型;同时,从易加工性的角度提出在反馈优化过程中将透镜外曲面下半部分约束为竖直面。以Cree CXA1816COB LED为光源设计了相应的自由曲面透镜,结果表明,经过3次反馈优化后即可在距离光源1000mm、半径为1480mm的圆形区域实现均匀照度分布。根据设计结果加工了相应的透镜并进行照明效果的测试,实测的照度分布与仿真结果比较吻合。

• 单位
  华南农业大学; 电子工程学院; 五邑大学; 材料学院