LED搖頭圖案燈的光學研究與設計.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，因此普及LED照明是利國利民的好事。圖案搖頭燈是一套技術含量較高的設備，特別是引入LED光源后，其光學系統(tǒng)的設計難度變大。研究LED圖案搖頭燈不僅有利于LED照明的發(fā)展，還可以積累技術經(jīng)驗，并能提高我國在舞臺燈光設備上的技術水平。
　　 目前，大功率LED在舞臺燈光設備領域的應用前景廣闊，但是由于其發(fā)光面積和光束角均比較大，所以在一定

2、程度上會阻礙大功率LED在舞臺燈光設備中的應用。本文首先介紹了LED照明技術的發(fā)展情況，并分析了LED舞臺照明產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。其次，介紹了非成像光學的基本理論以及在照明中的應用。然后，針對大功率LED光束角和發(fā)光面都較大的問題，本文首次獨創(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，并利用該算法設計了一種非連續(xù)自由曲面反射器，此反射器可以減小因不同方向光學擴展量不同而對均勻度和光斑形狀造成的影響。
　　 變焦系統(tǒng)是

3、LED圖案搖頭燈的一個重要部分，設計過程難度較大。其設計過程需要熟練掌握光學設計軟件ZEMAX，了解光學設計的理論和各種方法。通過查閱量大的相關文獻，在熟悉變焦的基本原理和設計理論之后，通過對現(xiàn)有的初始結構進行優(yōu)化和改進，最終我們設計并獲得了一種滿意的變焦結構。
　　 非成像光學與成像光學的設計理論有較大的差異，但是在LED圖案搖頭燈光學系統(tǒng)的設計過程中這兩種理論都有體現(xiàn)。由于光學系統(tǒng)各部分會相互影響，因此這兩種理論的差異會造成