自由曲面透镜设计matlab,led自由曲面准直透镜的优化设计方法.pdf
led自由曲面准直透镜的优化设计方法
激光与光电子学进展
51, 032302(2014) Laser & Optoelectronics Progress ©2014《中国激光》杂志社
LED 自由曲面准直透镜的优化设计方法
1,2 1* 1 1 1
郝 剑 刘 华 孙 强 王 尧 荆 雷
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电技术研发中心,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
摘要 提出了一种自由曲面准直透镜的优化设计方法。通过对二次B样条理论、Scheme语言和优化引擎的结合使
用，实现了准直透镜的优化设计。采用1mm×1mm朗伯体发光的LED作为光源，透镜材料为聚甲基丙烯酸甲酯
(PMMA)，通过对两款不同结构准直透镜的优化设计，可以实现发散角为 ±5 的准直照明，能量利用率均可达90%以∘
上。与现有的优化方法相比较，此方法具有对初始模型依赖较低、设计方法简单和普适性高等特点。
关键词 光学器件;光学设计;非成像光学;准直透镜;优化
中图分类号 O439 文献标识码 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
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