一种基于同步多曲面方法的LED定向照明设计.pdfVIP

第35卷第4期 光 技 术 V01．35No．4 2009年 7月 0PTICALTECHNIQUE July 2009 文章编号：1002—1582(2009)04—0561—05 一 种基于同步多曲面方法的LED定向照明设计 吴仍茂，屠大维，黄志华，赵其杰 (上海大学 机电工程与 自动化学院，上海 200072) 摘 要：提出了一种对大功率 LED出射光实现定向控制的投射器设计方法。根据LED的出射光分布以及预定的 光分布范围选用折射一全反射 (TIR)光学系统。首先利用光学扩展量守恒以及同步多曲面方法求得 TIR各折射面和全 反射面轮廓曲线上点的坐标 ，然后再在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。结果表明：用该种方法设计的投射系统结构紧凑、光能传输效率高；能有效地实现对 LED出射光的收集和 定向控制；有助于 LED的应用和照明系统的后续设计。 关 键 词：应用光学；投射器 ；同步多曲面；LED照明 中图分类号：TN312 ．8 文献标识码：A DesignofLED directionalillumination basedonsimultaneousmultiplesurface WUReng—mao，TUDa．wei，HUANGZhi．hua，ZHAOQi．．_e (CollegeofMechatmnicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity， hai200072，China) Abstract：A methodofdesigningdirectionalilluminationforhighpowerLED ispmpo~ ．Anopticalsystem withTotal InternalReflcetion(TIR)ischosen，accordingtolightdistributionofthesourceandthedesiredlightdistributionofemergent rays．Pointsonprofilecurvesofthoserefractingandinternalreflceting surfaces areobtainde withtheextendedconservationlaw nadthesimultaneousmultiplesurfacemethod．Profilecurves areobtainde bycurvefitting withthesepoints inUG，andthen modeloftheprojectornaddataofthesurfaceprofilesforNCmnaufactureraeobtainde．Theresultsshow that．withthis method，theproiectionsystem isocmpactandefficient，naditcancollectnaddirectionallycontrolthelightofLEDefficiently． ThiskindofprojcetorisbenefitforappliactionofLEDnadopticaldesignofilluminationsystem． Keywords：applide optics；projector；simultnaeousmultiplesurface；LEDillumination 出射光范围大，反射型或折射型照明系统很难有效 1 引 言 地调整 LED的全部出射光，而复合型照明系统往往 发光二极管 (Lightemittingdiode，LED)是 21 不紧凑。TIR利用折射和全 内反射，可以有效地收 世纪非常具有竞争力的新型固体光源，具有效率高、 集和调整LED大范围的出射光，并保证照明系