LED集成光源的反射器设计研究

【摘要】随着“绿色照明”的观念深入人心,LED光源以其低功耗、长寿命和无污染的优点,正逐步取代传统光源,成为照明领域的新宠。然而,由于LED光源在结构和光学特性上与传统光源有着较大的区别,是不能直接应用在照明上的,必须要经过专门的配光才行。LED的配光方案主要有透镜和反射器两类,考虑到透镜有两个透光面和一定的厚度,对于其中任意一个曲面,若曲面设计或制作过程中稍有偏差,或透镜中夹有杂质,对光线的折射和能量分布会产生很大的影响,且在实际应用中透镜对光线有较高的吸收率而造成能量损失,不利于节能,而用反射器作为配光结构,理论上只需要一个反射面即可,具有容易加工且能量损失少的优点。本课题结合非成像光学、反馈优化和自由曲面的相关理论,对LED集成光源在室内、隧道和道路等不同照明条件下所需的反射器进行了研究,主要内容如下：1.面向LED集成光源的筒灯反射器设计：从点光源的光学设计出发,采用合适的反馈优化设计方法,获得面向LED集成光源且具有较好照明效果的反射器,并且结合筒灯设计实例,设计出发光角度分别为20。、45。和60。的反射器且目标面的照明均匀度均在90%左右,满足设计要求。2.面向LED集成光源的隧道灯反射器设计：首先建立点光源与目标照明面之间的拓扑关系,然后应用反射定律,采用合适的反馈优化设计方法,获得面向LED集成光源且在目标平面上形成均匀矩形光斑的反射器,经光学仿真后,光源的能量基本上被限制在20m×10m的矩形区域内,整体的照度均匀度达到80%以上,满足隧道照明要求,所设计反射器的性能符合预期目标。3.面向LED集成光源的路灯反射器设计：在多车道的LED道路照明中,需要非对称矩形配光。依据非成像光学理论,建立点光源空间与目标照明面之间的拓扑关系,采用合适的反馈优化方法,获得面向集成光源且在路面上形成均匀非对称矩形光斑的反射器,仿真结果表明配光后光源的能量基本上被限制在20m×12m的矩形区域内,且实现了非对称的配光,横向照度均匀度达到了85%,纵向照度均匀度达到了80%,满足道路照明要求。
【作者】陈继龙；
【导师】石智伟；
【作者基本信息】广东工业大学，测试计量技术与仪器，2014，硕士
【关键词】LED集成光源；自由曲面；反射器；反馈优化；

【参考文献】
[1]田蕾.硅在飞秒双脉冲作用下的烧蚀效率与荧光发射[D].吉林大学,原子与分子物理,2013,硕士.
[2]申建伟.多功能上转换复合纳米材料的生物学应用[D].苏州大学,2014.
[3]延斯.跨文化商务交际中的跨文化能力培训[D].浙江大学,中国学,2012,硕士.
[4]杨旭.无位置传感器PMSM电机控制器参数自动标定系统[D].吉林大学,无线电物理,2014,硕士.
[5]周阔.运用“塔多思”软件解决协作式翻译中的一致性问题[D].北京交通大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[6]宋振鑫.云纹石斑鱼早期生物学观察、苗种繁育及养殖技术研究[D].上海海洋大学,水产养殖,2013,硕士.
[7]马振.浅析利他惩罚在化解社会矛盾中的作用[D].中南民族大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[8]杨修.深埋水平岩层隧道开挖围岩稳定性分析[D].北京交通大学,岩土工程,2013,硕士.
[9]王霖.时延对基于网络的电液控制系统分析及其影响研究[D].兰州理工大学,机械电子工程,2014,硕士.
[10]李明玉.基于模糊聚类分析及信息熵优化的应急物资库存管理研究[D].江西财经大学,数量经济学,2013,硕士.
[11]张冬梅.MRI对子宫内膜癌术前分期准确性的研究[D].河北医科大学,妇产科学（专业学位）,2014,硕士.
[12]卫乾.盘山公路沿线边坡稳定性评价及处治技术研究[D].浙江大学,建筑与土木工程（专业学位）,2012,硕士.
[13]徐贵宝.VDSL线路串音测试与数据处理[J].电信网技术.2004(06)
[14]李卫,毛新平.珠江钢厂生产控制计算机系统[J].冶金自动化,2000,05:7-12.
[15]杨正超.彩色图像的自恢复水印算法研究及其实现[D].北京交通大学,电路与系统,2013,硕士.
[16]苏红军,薛延延,张斌,陈小伟.基于GIS的电子政务研究——以徐州市为例[J].现代测绘,2005,S1:76-79.
[17]郑家成.高校课堂教学评价标准研究[D].河海大学,高等教育学,2004,硕士.
[18]田丽娜.贷款诈骗罪主体问题的研究[D].兰州大学,刑法（专业学位）,2013,硕士.
[19]展红全.RF-PCVD法制备纳米碳化钨微晶的研究[D].太原理工大学,化学工程与工艺,2004,硕士.
[20]刘阳.法拉第反常色散光学滤波器的研究[D].吉林大学,光学,2014,硕士.
[21]那·珠拉.鄂尔多斯长调民歌初探[D].内蒙古师范大学,中国少数民族艺术,2012,硕士.
[22]贾盼盼.基于服务网络社团发现算法研究[D].东北大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[23]孙泽.基于元胞自动机的行人和机动车相互干扰机理研究[D].北京交通大学,系统分析与集成,2013,硕士.
[24]乔晓杰.管理层权力、信息披露质量与投资效率[D].江苏科技大学,会计学,2014,硕士.
[25]阮庭龙.越南新农村合作社与合作组发展研究[D].东北师范大学,社会保障,2012,硕士.
[26]范晋勇.一种新型大环内酯类抗生素的分离纯化研究[D].天津大学,化学工程,2004,硕士.
[27]王言邦.MW级光伏并网逆变器的研究[D].北京交通大学,2014.
[28]孔令雅.复合接种土壤生物对红壤性状及花生生长的影响[D].南京农业大学,土壤学,2012,硕士.
[29]姜坤.我国再生资源产业的税收政策研究[D].山东财经大学,税务（专业学位）,2014,硕士.
[30]王诗蕙.美国高校学生社团组织及管理研究[D].沈阳师范大学,比较教育学,2014,硕士.
[31]汪丽蕾.网络流行语在中学生中使用情况调查[D].华中师范大学,语文学科教学,2013,硕士.
[32]陈菲菲,王勇,王以光,赫卫清.海洋微生物来源的天然产物开发研究进展[J].应用与环境生物学报,2011,02:287-294.
[33]马伟钦.利用蛋白质组学构建大肠癌肝转移诊断模型[D].广东药学院,消化内科学,2012,硕士.
[34]王仁骁.基于特征点匹配的曲面重建算法研究与实现[D].解放军信息工程大学,软件工程,2012,硕士.
[35]赵江运.无线传感器网络非基于测距定位算法研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[36]QiShuo.The Urban Writing in the New York Trilogy[D].西安外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[37]张旺喜.牙买加孔子学院书法教学研究[D].上海外国语大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[38]康明明.基于多Agent分层协作的工作流框架研究及应用[D].浙江工业大学,2012.
[39]魏泽佳.轨道交通PPP项目公司风险评估研究[D].北京交通大学,2013.
[40]沈文装.物流业与制造业联动关系影响因素研究[D].浙江工商大学,企业管理,2014,硕士.
[41]臧玲玲.可见光通信的脉冲调制和调光方法研究[D].吉林大学,电路与系统,2014,硕士.
[42]李移林.泉州电信网格承包经营的研究[D].华侨大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[43]江巍.江苏省造船区域布局分析及优化[D].江苏科技大学,企业管理,2014,硕士.
[44]严银汉.北半球全新世气候千年周期变化及驱动机制探讨[D].南京师范大学,自然地理学,2012,硕士.
[45]刘康康.基于变邻域搜索算法的应急车辆路径问题研究[D].华中科技大学,物流工程,2013,硕士.
[46]张媛媛.海南航空股份有限公司并购融资风险管理研究[D].兰州大学,会计,2014,硕士.
[47]张宇靖.意大利中小企业融资体系探析[D].对外经济贸易大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[48]王凯.朝阳市党政领导干部选拔任用全过程监督研究[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[49]谭民,疏松桂,张立龙.CIMS生产线中缓冲区状态及可靠性分析[J].自动化学报,1994,03:271-277.
[50]陈维.空芯光纤气体填充特性研究[D].华中科技大学,物理电子学,2013,硕士.