LED搖頭圖案燈的光學(xué)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、LED是新一代綠色光源。它在耗電量、發(fā)光效率、使用壽命和安全性方面相比于傳統(tǒng)光源具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此普及LED照明是利國(guó)利民的好事。圖案搖頭燈是一套技術(shù)含量較高的設(shè)備，特別是引入LED光源后，其光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度變大。研究LED圖案搖頭燈不僅有利于LED照明的發(fā)展，還可以積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并能提高我國(guó)在舞臺(tái)燈光設(shè)備上的技術(shù)水平。
　　 目前，大功率LED在舞臺(tái)燈光設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，但是由于其發(fā)光面積和光束角均比較大，所以在一定

2、程度上會(huì)阻礙大功率LED在舞臺(tái)燈光設(shè)備中的應(yīng)用。本文首先介紹了LED照明技術(shù)的發(fā)展情況，并分析了LED舞臺(tái)照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。其次，介紹了非成像光學(xué)的基本理論以及在照明中的應(yīng)用。然后，針對(duì)大功率LED光束角和發(fā)光面都較大的問(wèn)題，本文首次獨(dú)創(chuàng)性的提出獲得最小化光束角的算法，以盡量減小聚光后的光束角，并利用該算法設(shè)計(jì)了一種非連續(xù)自由曲面反射器，此反射器可以減小因不同方向光學(xué)擴(kuò)展量不同而對(duì)均勻度和光斑形狀造成的影響。
　　 變焦系統(tǒng)是

3、LED圖案搖頭燈的一個(gè)重要部分，設(shè)計(jì)過(guò)程難度較大。其設(shè)計(jì)過(guò)程需要熟練掌握光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX，了解光學(xué)設(shè)計(jì)的理論和各種方法。通過(guò)查閱量大的相關(guān)文獻(xiàn)，在熟悉變焦的基本原理和設(shè)計(jì)理論之后，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，最終我們?cè)O(shè)計(jì)并獲得了一種滿意的變焦結(jié)構(gòu)。
　　 非成像光學(xué)與成像光學(xué)的設(shè)計(jì)理論有較大的差異，但是在LED圖案搖頭燈光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中這兩種理論都有體現(xiàn)。由于光學(xué)系統(tǒng)各部分會(huì)相互影響，因此這兩種理論的差異會(huì)造成