切面叠代设计方法介绍.PDF

切面疊代設計方法介紹 光軸 照度均勻關係式 不同發散角的光線 x1=f( ⍬1) x2=f(⍬2) 牆壁 x3=f( ⍬3) ⍬1 H ⍬2 ⍬3 透鏡面 LED有特定角度對光強分佈~ LED發光源 若要求牆壁上照度相等情況下 利用能量守恆關係式可得到 x=f(⍬) 只要某透鏡曲面可使每條光線達此關係式~~ 此透鏡即可使牆上照度每個位置達常數 介紹:司乃爾定律的向量型式 n*sin(θ1)=sin(θ2) 化簡 n為折射率 I,O,N皆為單位向量 N切面法向量 N θ2 O 根據司乃爾向量公式 切向量 若知道I ,O向量便可唯一決定N向量 θ1 I 空氣 折射率n介質 流程: 1.給定Po 2.司乃爾公式計算To 3.光線交T0於P1點 4.司乃爾公式計算T1 5.光線交T1於P2 6.司乃爾公式計算T2 . . . . . . 旋轉可得曲面 設計過的lens 自由曲面微透鏡設計 可打出旗子形狀的Lens 自由曲面微透鏡設計 論文 • 根據論文 Thin LED collimator with free-form lens array for illumination applications Applied Optics, Vol. 51, Issue 30, pp. 7200-7205 (2012) 方法 • 由費馬原理變分求解eikonal equation • 該方程有解析解 方法 利用excel巨集程式撰寫 自由曲面空間曲面座標點資料 並利用solidwork層疊拉伸製造NURBS曲面 光斑圖(效率94%) 100lume有94lume入射目標面上(照度均勻) 任意排列array可打出各種方型光斑 該方法將有無限多應用,腳踏車燈 適當排列array可打出各種方型光斑 同樣方法可在Intensity 均勻的微透鏡設計也得到不錯的效果 半角:60°x80° 半角:20°x80° 自由曲面路燈設計 花生米路