Расчёт вторичной оптики светодиодного прожектора для формирования заданного распределения освещённости

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлен метод расчёта преломляющей поверхности, формирующей заданное распределение освещённости с большими угловыми размерами при протяжённом источнике излучения. Метод основан на градиентной оптимизации преломляющей поверхности, представленной в виде бикубического сплайна в сферических координатах. Рассчитана вторичная оптика светодиодного прожектора для формирования равномерной освещённости в прямоугольной области. Энергетическая эффективность рассчитанных элементов составляет более 75 %, а неравномерность формируемого распределения освещённости – менее 10 %.

Об авторах

А. А. Белоусов

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: adark@narod.ru

Кандидат физико-математических наук

Доцент кафедры технической кибернетики

Россия

М. А. Моисеев

Институт систем обработки изображений РАН, Самара

Email: mikhail@smr.ru

Стажёр-исследователь

Россия

Список литературы

  1. Muschaweck, J. Tailored LED lowbeam headlamps [Текст] / J. Muschaweck // Laser + Photonik. – 2004. – V. 02/2004. – P. 26-28.
  2. Benitez, P. Etendue Preserving Mixing and Projection Optics for High Brightness LEDs Applied to Automotive Headlamps [Текст] / P. Benitez, J. Chaves, A. Cvetkovic, O. Dross, J.C. Minano, R. Mohedano // Proc. SPIE. – 2006. – Vol. 6342(2). – P. 63420R.
  3. Benitez, P. Etendue-preserving mixing and projection optics for high-luminance LEDs, applied to automotive headlamps [Текст] / P. Benitez, J. Chaves, A. Cvetkovic, O. Dross, J.C. Minano, R. Mohedano // Optics Express. – 2006. – Vol. 14(26). – P. 13014–13020.
  4. Sung-Il, Ch. Microlens array diffuser for a light-emitting diode backlight system [Текст] / L. Baik-Kyu, H.Sh. Dong, K. Jin-Jong, Y. Jun-Bo, K. Hongki, Ch. Sung-Il // Optics Letters. – 2006. – Vol. 31(20). – P. 3016-3018.
  5. Jui-Wen, P. Homogenized LED-illumination using microlens arrays for a pocket-sized projector [Текст] / W. Chih-Ming, L. Hisao-Chin, Ch. Jeng-Yang, P. Jui-Wen, S. Wen-Shin // Optics Express. – 2007. – Vol. 15(17). – P. 10483–10491.
  6. Pengfei, P. On a Monge-Ampere equation arising in geometric optics [Текст] / G. Pengfei, W. Xu-Jia // J. Differential Geom. – 1998. – Vol. 48(2). – P. 205–223.
  7. Oliker, V. Determining the intensities produced by reflected and refracted wave fronts in geometrical optics [Текст] / E. Newman, V.I. Oliker // J. Opt. Soc. Am. A. – 1995. – Vol. 12(4). – P. 784–793.
  8. Elmer, W.B. Optical design of reflectors. Part 2. [Текст] / W.B. Elmer // Applied Optics. – 1978. – Vol. 17(7). – P. 977–979.
  9. Elmer, W.B. The Optical Design of Reflectors [Текст] / W.B. Elmer – N.-Y.: Willey, 1980. – 290 pp.
  10. Kusch, O. Computer-aided optical design of illumination and irradiating devices [Текст] / O. Kusch – M.: "ASLAN" Publishing House, 1993. – 192 pp.
  11. Hicks, R.A. Designing a mirror to realize a given projection [Текст] / R.A. Hicks // J. Opt. Soc. Am. A. – 2005. – Vol. 22(2). – P. 323-330.
  12. Досколович, Л.Л. Расчёт формы поверхности зеркал для формирования изображения в виде линии [Текст] / Л.Л. Досколович, С.И. Харитонов // Оптический журнал. – 2005. – Т. 4. – С. 34-37.
  13. Doskolovich, L.L. Designing a mirror to form a lineshaped directivity diagram [Текст] / L.L. Doskolovich, N.L. Kazansky, S. Bernard // J. Mod. Opt. – 2007. – Vol. 54(4). – P. 589-597.
  14. Моисеев, М.А. Расчёт радиально-симметричных преломляющих поверхностей с учётом френелевских потерь [Текст] / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2008. – Т. 32, № 2. – С. 201-203.
  15. Моисеев, М.А. Расчёт преломляющего оптического элемента, формирующего диаграмму направленности в виде отрезка [Текст] / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2008. – Т. 32, № 4. – С. 366-369.
  16. Bortz, J. Optimal design of a non-imaging projection lens for use with an LED source and a rectangular target [Текст] / J. Bortz, N. Shatz, D. Pitou // Proc. SPIE. – 2000. – Vol. 4092. – P. 130–138.
  17. Ries, H. Tailoring freeform lenses for illumination [Текст] / J. Muschaweck, H. Ries // Proc. SPIE. – 2001. – Vol. 4442. – P. 43-50.
  18. Ries, H. Tailored freeform optical surfaces [Текст] / J. Muschaweck, H. Ries // J. Opt. Soc. Am. A. – 2002. – Vol. 19(3). – P. 590-595.
  19. Jacobson, B.A. Lens for uniform LED illumination: an example of automated optimization using Monte Carlo ray-tracing of an LED source [Текст] / B.A. Jacobson, R.D. Gendelbach // Proc. SPIE. – 2001. – Vol. 4446. – P. 130-138.
  20. Parkyn, B. Free-form illumination lens designed by a pseudo-rectangular lawnmower algorithm [Текст] / B. Parkyn, D. Pelka // Proc. SPIE. – 2006. – Vol. 6338. – P. 633808.
  21. Белоусов, А.А. Градиентный метод решения задачи фокусировки в двумерную область при протяжённом источнике [Текст] / А.А. Белоусов, Л.Л. Досколович // Компьютерная оптика. – 2007. – Т. 31, № 3. – С. 20-26.
  22. Белоусов, А.А. Градиентный метод расчёта эйконала для фокусировки в заданную область [Текст] / А.А. Белоусов, Л.Л. Досколович, С.И. Харитонов // Автометрия. – 2007. – № 1. – С. 98-106.
  23. Белоусов, А.А. Градиентный метод расчёта оптических элементов для формирования заданной освещенности на криволинейной поверхности [Текст] / А.А. Белоусов, Л.Л. Досколович, С.И. Харитонов // Оптический журнал. – 2008. – Т. 75, № 3. – С. 30-35.
  24. Yi, D. Freeform LED lens for uniform illumination [Текст] / G. Pei-fu, L. Xu, D. Yi, Zh. Zhen-rong // Optics Express. – 2008. – Vol. 16(17). – P. 12958-12966.
  25. Моисеев, М.А. Градиентный расчёт преломляющей сплайн-поверхности из условия формирования заданного распределения освещённости [Текст] / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2009. – Т. 33, № 1. – С. 37-42.
  26. Моисеев, М.А. Расчёт преломляющего оптического элемента для формирования заданного распределения освещённости при протяжённом источнике излучения [Текст] / М.А. Моисеев, Л.Л. Досколович // Компьютерная оптика. – 2009. – Т. 34, № 2. – С. 194-202.
  27. Boor, C.De. A Practical Guide to Splines [Текст] / Carl De Boor – N.Y.: Springer, 2001. – 346 pp.
  28. Gill, Ph.E. Practical Optimization [Текст] / Ph.E. Gill, W. Murray, M.H. Wright – N.Y.: Springer, 1981. – 401 pp.
  29. XLamp® XP-G LED [Электронный ресурс].
  30. http://www.cree.com/products/xlamp_xpg.asp.
  31. Lambda Research Corporation [Электронный ресурс].
  32. http://lambdares.com/software_products/tracepro/.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник СГАУ, 2015

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах