科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
全反射(TIR)透镜是LED照明中广泛使用的透镜类型。现有的设计方法大多为修正法,即选择一个现有的透镜作为模型,然后根据光学仿真结果对其进行修正。这种方法的使用范围是有限的。也有直接进行形状计算的方法,但计算十分复杂。本文提供了一个不需要复杂计算的TIR透镜的从头计算新方法,即利用制造商给出的LED光强的空间分布和用户的照明要求,直接计算出TIR透镜自由曲面的坐标。此方法的TIR透镜是由透射区(A区)的两个面和全反射区(B区)的三个面两部分组成。光线在本方法中被赋予既有方向属性又有相等能量的属性,称为光通量线。把LED的全部能量平均分配到N条光通量线中,分配方法是用一个数学函数表示厂家给定的LED光强分布,沿此分布曲线分N段积分可求得N条入射光通量线角度序列。另一方面,按照用户给定的照明要求可得到照明光线的光强分布,同样可求得N条出射光通量线角度序列。把这些入射和出射光线各分成A区N1条和B区N2条两部分(N1+N2=N)。由上述两个序列,分别在A、B两个区按照折射定律计算,得到透镜五个面共5N个折射(反射)点的位置,当N足够大时可得到平滑的透镜。这种计算方法可以选择不同的计算参量,从而得到不同的TIR透镜形状,如准直透镜、不同照明角度的透镜、非均匀照明的透镜等,适合用在范围很广的多种照明场合。计算过程没有复杂的数学运算,而计算结果准确,物理意义明确,几乎不需要模拟修正就可以直接用来建模加工。此方法有较高的可靠性和灵活性。
- 单位
