以下這些內(nèi)容,在照明光學(xué)設(shè)計(jì)培訓(xùn)課上,已討論過多次。最近,又有一些朋友問這方面的問題。我干脆整理一下發(fā)個(gè)帖子,朋友們可以直接來看這個(gè)帖子,我也不用一遍一遍的和朋友們討論了。大家都可以節(jié)約點(diǎn)時(shí)間。 eaYQyMv@ H2E!A2\m 很多朋友在研究《一種基于同步多曲面方法的
LED定向照明設(shè)計(jì)》,也有找我討論這個(gè)方法的,有很多疑問,或者疑惑。
&N[~+" 這篇文章是一網(wǎng)友發(fā)過來的。
~ NKw}6 粗略地看了一下文章:采用擴(kuò)展度守恒原理,運(yùn)用迭代運(yùn)算,最終計(jì)算出了準(zhǔn)直
透鏡的
參數(shù)。
W*}q;ub; 首先,這個(gè)設(shè)計(jì)方法是正確的。
_\"7 其次,這個(gè)方法很麻煩。
kNd[M =% 第一次看,有點(diǎn)理解不了:很簡單的一個(gè)設(shè)計(jì),用這么麻煩的方法干什么呢?
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.KN9=o 我覺得學(xué)習(xí)知識應(yīng)當(dāng)多掌握不同的理論體系,學(xué)的體系越多、越復(fù)雜越好。而做設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)采用最簡單,最高效的辦法。這兩個(gè)觀點(diǎn)是否沖突呢?不沖突!因?yàn)橥瑯右粋(gè)問題,用一個(gè)知識體系無法解決的時(shí)候,用另一個(gè)知識體系卻能很方便的解決。數(shù)學(xué)的進(jìn)步,就體現(xiàn)了這樣的過程。當(dāng)原有的數(shù)學(xué)體系解決不了問題的時(shí)候,新的體系就產(chǎn)生了。
F?T3fINR 扯遠(yuǎn)了,先分析一下這個(gè)文章里的內(nèi)容、方法、問題。
st+X~;PX* 1、擴(kuò)展度守恒
,*@m<{DX) 擴(kuò)展度守恒是比較概括性,
光學(xué)系統(tǒng)基本都遵循。比如
望遠(yuǎn)鏡。利用擴(kuò)展度守恒去設(shè)計(jì)照明系統(tǒng),跟采用斯涅爾定律去設(shè)計(jì)成像系統(tǒng)差不多。
光線的傳播肯定是遵循這兩個(gè)大的定律的,但是,光學(xué)器件的設(shè)計(jì)過程,另有方法。
Gv?'R0s 2、迭代算法
mxGa\{D#y 由于采用擴(kuò)展度守恒的原理去設(shè)計(jì)照明光學(xué)系統(tǒng),后面的計(jì)算方法的難度也就隨之增加了很多。這些計(jì)算方法,如果大家有興趣,可以參考《數(shù)值分析》。在這里就不詳細(xì)說明了。
_F;(#D 2|qE|3&{' Y3mATw 3Wh 3、笛卡爾卵圓
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^; 文章中提到,最終的透鏡,其表面曲線是笛卡爾卵圓。
YB*ZYpRVl 笛卡爾卵圓,應(yīng)該是叫做笛卡爾卵形線。
9"I/jd0B 笛卡爾卵形線表達(dá)式: PA+k*PB=b。
XB50>??NE 笛卡爾卵形線的定義,和橢球比較類似。PA、PB為線段長度,k,b為定值。
2%rAf8= 我們可以把k看成折射率,k修改為n之后,方程式變?yōu)椋?span style="display:none"> #J\
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PA+n*PB=b。
q/XZb@rt 此時(shí),b可以看做是光程。PA為空氣中傳播部分,n*PB是在材料中傳播的部分。
NyeGa 笛卡爾卵形曲線的光學(xué)性質(zhì),就是消除球差。
: \:jIP t(\d;ybyx 說到這里,根據(jù)上面的公式:PA+n*PB=b,應(yīng)該可以看到了,準(zhǔn)直透鏡的設(shè)計(jì),最終的表面曲線的確定,其實(shí)就是想辦法消除球差。那,這個(gè)設(shè)計(jì)就非常簡單了?梢杂孟虿畹姆椒▉碓O(shè)計(jì)。這是透鏡的那一部分。
Q/1