led照明灯具与光学系统设计

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1、第七章LED照明光学系统设计7.1LED照明光学系统设计CAD软件7.2LED照明光学系统的设计原理7.3LED照明数据与计算7.2LED照明光学系统的选择7.3LED矿灯设计7.4应用于博物馆文物展示的白光LED照明系统设计7.5白光LED射灯设计第七章LED照明光学系统设计LED光学系统设计包括LED发光管内的光学设计和LED发光管外的光学设计，前者通常称为一次光学设计，而后者则称为二次光学设计。LED内通常由芯片、反射杯和透明环氧树脂制成的光学透镜组成。LDE芯片、反射杯和透镜的几何形状决定了LED出光后的空间光强分

2、布。第七章LED照明光学系统设计LED发光管外的二次光学设计主要是根据不同的实际应用需求使LED出光后的空间光强分布发生改变，即光能量的分布发生变化，从而更有效、更合理地利用有限的光能量。因此，LED照明光学系统设计主要指的是LED发光外的二次光学设计。§7.1LED照明光学系统设计CAD软件计算机辅助设计(CAD)技术的飞速发展，使得照明光学系统的研究方法发生了巨大的变化，这主要表现在光学机构仿真软件在照明产业中的普及。目前，国际上采用的照明光学系统的设计软件主要下面有三种:§7.1LED照明光学系统设计CAD软件Tar

3、cePro光学机构仿真软件、AASP高级系统分析程序、Lighttoo1s照明系统设计软件。在我国大陆用的较多的是TarcePro，而台湾地区则以AASP较为流行。§7.1LED照明光学系统设计CAD软件1.TarceProTarcePro是LambdaResearch研制的一套以符合工业标准的Aels固体建模引擎为核心所发展出来的光学机构仿真软件，是一套结合了真实固体模型、强大光学分析功能、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件，它可将真实立体模型与光学分析紧密结合起来。目前，国际上在照明工程、组织光学、LED设计及

4、应用等众多领域中已经大量采用该软件进行计算机辅助设计§7.1LED照明光学系统设计CAD软件2.AASPASAP是BreaultResearchorganization研制的一套不受限制的、非序列光线追迹软件。它具有对物理光学、成像系统和照明系统进行建模分析的强大功能，它的图形工具允许用户进行截面分析，或者对几何模型、光线追迹、分析结果进行三维演示。AASP还可以分析散射、衍射、反射、折射、吸收、偏振、非序列光线追迹和高斯光束传播。§7.1LED照明光学系统设计CAD软件3.LighttoolsLighttools是opt

5、icalResearchAssociates研制的一套全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系，它提供最现代化的手段直接描述光学系统中的光源、透镜、反射镜、分束器、衍射光学元件、棱镜、机械结构以及光路。§7.1LED照明光学系统设计CAD软件3.Lighttoo1s由于Lighttools把光学和机械元件集合在统一的体系下处理，并配有“放置”光源、发射光线的非序列追迹强大功能，使它在系统初步设计、复杂系统设计规划、光机一体设计、杂光分析、照明系统设计分析、单位各部门间学术交流和数据交换、课题论证或产品推广等各环节中发

6、挥重要的作用。§7.2LED照明光学系统的设计原理1.LED照明光学系统的成LED照明光学系统属于非成像光学系统，必须考虑物方空间的亮度分布，光源的形状以及象方亮度分布特性。成像光学系统在像方一般是成一个平面像，照明光学系统需要照亮的往往是一个立体空间。§7.2LED照明光学系统的设计原理1.LED照明光学系统的构成成像光学系统的物象空间有点对称的共扼关系，故可以在视场中心和边缘选取几个抽样点，追迹光线到相应的像点，用垂轴像差、点列图或光学传递函数对系统的成像质量进行评价。§7.2LED照明光学系统的设计原理1.LED照明

7、光学系统的构成而照明光学系统没有物象共扼关系，照明区域中任意一点的照度都是由光源上许多点发出的光能，通过照明系统分配后叠加形成的，故而无法套用成像系统的分析和评价方法，因此一般来说照明光学系统包括:光源、光学系统、照明平面。§7.2LED照明光学系统的设计原理2.LED照明光学系统光线追迹方法对绝大多数照明光学系统来说，对照明面的要求多是光照度的要求。因此，计算光源发出的光线通过光学系统后在照明面上产生的光照度分布是十分必要的。§7.2LED照明光学系统的设计原理2.LED照明光学系统光线追迹方法常用的计算光照度的方法是，

8、用一个二维阵列把目标面分成许多小的区域，光线从光源的不同点发射出来，通过光学系统后投射到目标面上，即光线追迹。在目标面的每一个小区域内都能接收到一定数量的光线，通过每个光线数目的多少来确定整个照明面上的光照度分布。§7.2LED照明光学系统的设计原理2.LED照明光学系统光线追迹方法光线在LED照明光学