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简谈色散LED透镜设计与其软件开发电大

收藏本文 2024-03-20 点赞:26484 浏览:119989 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着LED的普及运用,如何快速准确地获得特种效果的透镜,越来越成为当下探讨的热点。对此,本论文借鉴当前国内外前人探讨的光学设计策略,主要做出了以下成果:针对LED辐射数学模型,本论文基于自主开发的描点软件,根据LED空间光强分布曲线图获得光源数据。提出运用非线性回归浅析Levenberg-Marquart法,由辐射数学模型的光源数据与根据配光曲线获得的光源数据(又称测量数据)之间的误差来寻求辐射数学模型参数变化的步长。同时由误差均方根(RMS)与归一化互相关(NCC)两个判断标准来重建辐射数学模型的精确性。结果显示RMS低于1%,NCC接近100%。本论文提出的快速构建LED辐射数学模型策略为透镜设计提供了便捷性。针对实现某种照明效果的LED透镜。本论文在几何光学与非成像光学的基础上,以向量的形式,设计计算适用于LED光源且能实现某种照明效果的透镜,运用3D软件对透镜进行3D建模,光学仿真软件进行仿真模拟探讨。同时,采取可视化面向对象编程软件制作相应透镜的软件模块。在该软件模块内,用户只需输入透镜的初始值,即可获得相应透镜的曲线数据。将曲线数据导入3D软件或光学仿真软件,即可获得相应的透镜实体。本论文重点探讨了点光源、扩展光源以及不同配光曲线的LED光源经过所设计的透镜后在目标面上的照度分布变化,及相应的改善算法,提出了革新的光学系统结构。根据专业的光学仿真软件模拟验证了所设计的透镜的准确性;分别采取Cree公司和OSRAM公司两款不同配光曲线的真实光源,结合相对应设计的实现矩形光斑的透镜,通过专业的光学仿真软件模拟。结果表明,目标面上光斑均匀,大小满足设计要求。针对配有LED光源的TIR透镜的色散现象。本论文提出采取复眼解决TIR透镜的色散,探讨了复眼对色散的影响。仿真结果表明,该策略很好地降低了色散。关键词:LED辐射模型论文非成像光学论文透镜软件模块论文配光曲线论文色散论文

    摘要3-4

    Abstract4-7

    第1章 绪论7-11

    1.1 引言7-8

    1.2 论文探讨内容8-11

    第2章 描点软件的开发与LED辐射数学模型的建立11-22

    2.1 描点软件的开发11-12

    2.2 LED辐射数学模型的快速建立与验证12-21

    2.2.1 论述计算12-14

    2.2.2 设计策略14-16

    2.2.3 算法流程16-17

    2.2.4 实验浅析与验证17-21

    2.2.4.1 基本模型17-20

    2.2.4.2 相对复杂模型20-21

    2.3 小结21-22

    第3章 点光源之近准直非球面平凸透镜与扩展光源的相互作用及模拟验证22-32

    3.1 设计原理22-26

    3.1.1 论述浅析22-24

    3.1.2 非球面透镜与球面透镜的联系与区别24-25

    3.1.3 程序流程图25-26

    3.2 近准直平凸透镜软件模块的制作26-27

    3.3 仿真浅析27-31

    3.3.1 光源为朗伯型点光源27-30

    3.3.2 光源为扩展光源30-31

    3.4 小结31-32

    第4章 虚拟扩展光源的设计与点光源之准直非球面透镜的相互作用及模拟验证32-38

    4.1 设计原理32-33

    4.2 虚拟扩展光源的计算与仿真浅析33-36

    4.2.1 虚拟扩展光源的计算33-35

    4.2.2 虚拟扩展光源的仿真浅析35-36

    4.3 虚拟扩展光源与点光源之准直非球面透镜的成像原理与仿真验证36-37

    4.4 小结37-38

    第5章 复眼对近准直TIR透镜黄斑的影响及相关透镜软件的制作38-52

    5.1 设计原理38-44

    5.1.1 近准直TIR透镜的设计原理38-42

    5.1.2 均匀圆斑平凸透镜的设计原理42-44

    5.2 软件模块的制作44-46

    5.2.1 近准直TIR透镜软件模块的制作44-45

    5.2.2 均匀圆斑平凸透镜软件模块的制作45-46

    5.3 仿真模拟与浅析46-51

    5.3.1 近准直TIR透镜的仿真模拟46-47

    5.3.2 均匀圆斑平凸透镜的仿真模拟47-48

    5.3.3 配有复眼的近准直TIR透镜色散的出现与消除48-51

    5.4 小结51-52

    第6章 针对不同配光曲线的光源实现矩形照明的透镜设计52-67

    6.1 论述计算52-60

    6.1.1 光源为朗伯光源54-58

    6.1.2 光源为非朗伯型光源58-60

    6.2 模拟仿真浅析60-65

    6.2.1 光源为朗伯光源60-62

    6.2.2 光源为非朗伯光源62-65

    6.3 小结65-67

    第7章 总结与展望67-71

    7.1 总结67-69

    7.2 展望69-71

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