led自由曲面準直透鏡的優(yōu)化設(shè)計方法

激光與光電子學(xué)進展

51, 032302(2014) Laser & Optoelectronics Progress ?2014《中國激光》雜志社

LED 自由曲面準直透鏡的優(yōu)化設(shè)計方法

1,2 1* 1 1 1

郝 劍 劉 華 孫 強 王 堯 荊 雷

1 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所光電技術(shù)研發(fā)中心,吉林 長春 130033

2 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049

摘要 提出了一種自由曲面準直透鏡的優(yōu)化設(shè)計方法。通過對二次B樣條理論、Scheme語言和優(yōu)化引擎的結(jié)合使

用，實現(xiàn)了準直透鏡的優(yōu)化設(shè)計。采用1mm×1mm朗伯體發(fā)光的LED作為光源，透鏡材料為聚甲基丙烯酸甲酯

(PMMA)，通過對兩款不同結(jié)構(gòu)準直透鏡的優(yōu)化設(shè)計，可以實現(xiàn)發(fā)散角為 ±5 的準直照明，能量利用率均可達90%以°

上。與現(xiàn)有的優(yōu)化方法相比較，此方法具有對初始模型依賴較低、設(shè)計方法簡單和普適性高等特點。

關(guān)鍵詞 光學(xué)器件;光學(xué)設(shè)計;非成像光學(xué);準直透鏡;優(yōu)化

中圖分類號 O439 文獻標識碼 A doi: 10.3788/LOP51.032302

OptimizationofFreeformSurfaceLensforCollimating

IlluminationofLED

1,2 1 1 1 1

HaoJian LiuHua SunQiang WangYao JingLei

1Opto-ElectonicsTechnologyCenter,ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,

ChineseAcademyofSciences,Changchun,Jilin 130033,China

2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing 100049,China

Abstract An optimization design method of collimating lens is proposed. The quadratic B-spline theory,

Scheme language and optimization engine are used in combination to achieve the optimization of freeform

surface lens. The Lambert emission of 1 mm × 1 mm LED is used as light source, and the lens material is

polymethylmethacrylate(PMMA).Thecollimatinglensesofdifferentstructuresareoptimizedbythisway.The

energy efficiency can be up to 90%. Compared with the current methods, it has the advantages of less

dependenceontheinitialmodel,simpledesignprocessandhighversatility.

Keywords opticaldevices;opticaldesign;non-imagingoptics;collimatinglens;optimization

OCIScodes 230.3670;220.4298;220.2945

總結(jié)

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