侧入式LED背光源导光板网点设计与仿真

选取LED作为侧入式导光板光源,利用光的全反射、折射和光通量守恒定律等光学理论推导出变距离（网点大小相同）网点的排布规律,有效解决了网点的设计难题.同时推导出LED排列间距临界公式,有效消除了由LED的排列间距引起的强弱光区交替现象.通过光学软件TracePro,建立相应的物理模型.经过反复实验,取得最佳参数,均匀度高达93%,超过80%,满足实际对均匀性的要求.     

一种用于书写阅读的LED照明系统设计与仿真

概括了LED在照明领域中的应用,根据光度学原理和LED发光特性在CAD软件中建模了三维多圆环LED阵列,实现了均匀发光的球面光源并建模了旋转圆锥反射灯罩模型．导入TraeePro中进行光线追迹,得到照度分布图,符合照明要求．该设计结构简单,节省了设计时间与制造成本．     

基于LED照明系统的反射器设计

介绍了发光二极管( Light Emitting Diode,LED)二次光学设计的基本方法和理论,并利用TracePro光学模拟软件设计了一种基于LED照明系统的反射器.对该反射器的模拟分析结果表明,该照明系统能够实现均匀的照明,并能有效地实现对出射光的收集和定向控制.根据对实物成品的测试,其实际效果达到了预期的目的...     

基于单面阵CCD的三维平移测量系统设计

针对高精度多自由度位移同时测量问题,利用光斑位置变化方法设计了一种基于单面阵（CCD,Charge—Coupled Device）三维平移测量系统。系统采用两路准直（LED,Light—Emitting Diode）光束作为测量基准,由单面阵CCD探测光斑图像,图像经处理后可获得光斑位置信息,根据光斑位置变化推算出被测物体三维平移变化量。在实验室环境下构建了二维实验系统,模拟测量X向和Z向的平移变化,结果表明,X向平移测量精度优于±1μm,Z向平移测量精度优于±2μm。系统具有非接触、体积小、精度高的特点。     

一种LED均匀照明的透镜设计

由于LED发射光强的逐渐提高,许多照明系统使用单颗LED作为光源就可以满足不同场合的需求。通过对LED的发光特性的分析,提出了一种以单颗LED作为光源的均匀照明透镜的设计。首先由Snell定律和能量守恒定律构建出满足设计条件的透镜的数学方程,运用MATLAB进行编程解出该方程,再使用Pro/E对求解出的坐标点进行拟合来得到透镜模型,最后用TracePro将得到的透镜模型进行光线追击,通过得到的照度图可知最终达到在规定区域内均匀照明的需求。     

基于CCD的数字光处理光源特性测量

针对数字光处理(DLP)投影机所用光源，提出了基于光阑小孔成像和CCD相机的光源色度坐标和亮度分布测量方法，建立了相应的光源测试系统.分析了DLP光源的结构及其对锥形光束的影响，并对测试系统中的CCD进行了光谱响应曲线测试和三基色校正，以得到准确的颜色测量值.测试结果表明，绝大多数DLP光源的色度坐标与D65光源接近，而光源的亮度分布特性对最终DLP投影画面的成像质量有很大的影响，并可用几何中心与亮度中心之间的偏差来表示.     

利用微分方程数值解构造自由曲面反光器

为在特定平面上得到均匀照明，构造了一种自由曲面反光器.根据已知的光源发光特性和所需实现的照明面上的光分布，基于理论模型，结合立体坐标系和能量守恒定理，推导得到微分方程组.采用差分法求解微分方程组得到自由曲面反光器的面形数据.对得到的曲面进行了光线追迹模拟，光源分别采用均匀发光的点光源和面光源.模拟得到的照明面为旋转对称的圆形，两种光源的照明均匀性均接近90％，面光源的均匀性更高.通过单一自由曲面反射器实现均匀照明，不依靠方棒、复眼透镜等器件，有助于实现整个照明系统的小型化.     

激光照明系统匀光技术的研究

为了实现半导体激光照明光斑均匀化,设计了新型的激光照明系统。分析现有匀化技术,研究了激光照明系统照明光斑的均匀性及匀化光斑技术。利用无刷马达传带光束整形散射器高于CCD(COMS)像机快门的频率旋转,使多支半导体激光光束在一个积分时间内叠加,获得均匀照明。新型的激光照明系统能够简单有效地消除激光干涉条纹和激光散斑,实现均匀照明的目的。实验结果表明:新型激光照明系统在有效照明区域内能量效率为91%,照度均匀性到达95%。新型激光照明系统提高了能量效率及激光光斑的均匀性。     

室内CCD立靶光源能量分布均匀性分析

针对室内CCD立靶测试中对背景光源的光强度和均匀性需求,分析普通二极管和贴片灯珠的发光特性,并以贴片灯珠作为最小发光单元建立了三角形布阵模型,通过数学原理推导出了光源阵列的光能量强度分布函数,分析计算出光源结构参数.试验结果表明,采用本设计的光源提高了背景光成像的均匀性,在室内立靶测试中很大程度的提高了目标与背景的对比度,保证了对目标中心像素坐标提取的可靠性和精度,使得系统测量精度优于10mm.     

旋转轴对称LED均匀照明系统设计方法

基于边缘光学理论,提出了一种应用于LED照明的光学系统设计方法,分别实现基于透镜和反射器的LED均匀照明光学系统,可在一特定距离的目标面上形成均匀圆形光斑。采用基于蒙特卡罗法的光线追迹软件对两种光学系统进行模拟仿真,结果显示,目标面上光斑的均匀度优于85%,系统效率高于90%。     

基于LED的光栅光调制器照明系统的优化设计与实现

设计了一种基于LED照明的光栅光调制器(GLM)照明系统,以自由曲面TIR透镜、光棒、聚光透镜组为主要光学元件来提高LED光能利用率,并实现光场均匀化。通过仿真得出,照明系统的光能利用率为78.7%,光照均匀性为85%,实验与设计结果基本一致。这表明,优化后的光栅光调制器的照明系统,解决了基于LED的照明系统光照不均匀和光能利用率低的问题。     

LED太阳模拟器控制系统研究

针对目前LED太阳模拟器合成光谱与太阳光谱匹配不佳的情况,提出了一种基于光谱合成原理,利用LED光强调节技术与反馈控制技术,对全波段太阳光谱进行模拟的LED太阳模拟器控制系统的设计方法,实现任意波段LED光强单独调节的目标,解决了合成光谱细节优化的难题。根据LED结温对其发光特性的影响,利用热电制冷与反馈控制技术相结合,有效的控制了LED光源阵列的工作温度。实验验证LED太阳模拟器合成光谱与太阳光谱的匹配度达到了AM1.5的A级标准。     

单线阵CCD系统的表面凹坑缺陷检测方法

为解决表面凹坑缺陷与其他平面表面缺陷同时在线检测的问题,提出一种基于单线阵CCD系统进行表面凹坑缺陷检测的方法．根据光辐射照射模型和相机成像模型,建立了基于单线阵CCD的凹坑检测数学模型,由模型推导出图像像素灰度与凹坑深度的关系,利用特定光源和光照角度的关系,进行表面凹坑缺陷的检测．结果表明,由于凹坑边缘部位深度的渐变引起CCD输出电压信号的渐变,凹坑图像呈现边缘像素灰度渐变现象,且随光源光照角度的降低,凹坑图像特征更加突出．边缘灰度渐变的图像特征成为凹坑缺陷与其他平面缺陷相区别的重要特征,有利于凹坑缺陷的检测与识别．     

光源光色对隧道照明效果的影响

为了研究隧道照明中光源的光色,在3种照明水平和负对比条件下,比较了5种色温的LED光源与传统照明光源高压钠灯(HPS)、金卤灯(MH)对隧道照明效果的影响。通过反应时间实验方法,分析了光源光色分别与反应时间和人眼瞳孔大小之间的变化关系。实验结果显示,在高照明水平下,高色温LED光源的视觉功效最高,光生物效应最显著;而在中间视觉照明水平下,中间色温的LED光源的视觉功效和光生物效应最显著。合理选择适用隧道照明各区段的光源应考虑光源光色对视觉功效和光生物效应的综合影响,并值得进一步研究。     

一种道路照明照度测试方法和数据处理系统

提出了一种改进的道路照明照度测试方法,对实际道路的照度值进行布点和测量,并使用Lab-VIEW软件编写程序对平均照度、照度均匀度、纵向照度均匀度、环境比、照度维护系数、照明功率密度和应用光效等参数进行了计算和处理。根据这些参数对所测LED路灯铺设路段进行了评价,结果表明,本方法可节省数据计算和处理的时间,提高道路照明照度测试的工作效率。     

基于LED的均匀照明投影光路设计

在方棒照明系统的基础上,根据LED的发光特性和独特的准直结构,设计了一款基于LED的均匀照明投影光路系统．其优点是结构简单、开发周期短、加工成本低．仿真结果表明,其均匀度能满足中等要求．     

基于LED的可见光通信系统预均衡技术研究

目前发光二极管(LED)调制带宽一直是制约可见光通信(Visible-Light Communication,VLC)领域的一个瓶颈,一般普通的商用白光LED调制带宽只有几兆左右,严重制约可见光通信系统发展。基于提高LED的调制特性角度对可见光LED调制特性进行分析和实验论证。实验结果表明,通过基于FPGA产生信号通过预均衡驱动电路加载到蓝光LED,利用OOK-NRZ调制方式实现100Mbit/s速率,从而有效提高可见光通信系统中带宽问题。     

准直LED光斑定位系统设计

针对准直激光在长期工作过程中很难克服的漂移问题,设计了一套准直发光二极管（LED）光斑定位系统。该系统将LED光源发出的光经透镜汇聚进光纤,再经过准直器准直输出,用CCD探测光斑图像,采用多圆拟合法定位光斑位置。将系统与定制的半导体激光器（LD）准直定位系统进行了长期稳定性对比实验。结果表明,所设计的准直的LED光斑定位系统光斑位置漂移量更小,稳定性更高,可以作为高精密光学测量的定位基准光源。     

用CCD实现照明光源颜色的快速测量

介绍在光源颜色测量中以ＣＣＤ为核心的测试系统设计原理与要点，利用ＣＣＤ在测试中的良好作用，为电光源行业提供了先进的质量检测手段。     

LED模拟太阳光谱的理论研究

分析了LED在照明方面存在视觉缺陷的原因。提出一种利用LED模拟太阳光谱的设计方案。将不同颜色的LED发出的光充分混合,检测输出光光谱与太阳光光谱之间的拟合度。设计中给出光谱曲线与太阳光光谱曲线的对比图。