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3.2 非旋轉對稱的非連續自由曲面透鏡設計案例

根據上文所述自由曲面透鏡設計方法,設計了非圓對稱非連續自由曲面透鏡(見圖3-10),其中N取500,M取64,透鏡材料采用PMMA,折射率n為1.4935,透鏡高度為5.0mm,矩形長為5m,寬為4m,偏差閾值角θt為3°。采用面積為1mm×1mmLED面光源,經過100萬條光線追跡模擬后,其在5.5m遠處目標面上的輻照度分布如圖3-11所示。

圖3-10 非圓對稱非連續自由曲面透鏡構造過程

圖3-11 目標面輻照度分布(左圖)和輪廓(右圖)

模擬結果表明,所設計的矩形光斑照明系統出光率為93.5%,在目標平面上X軸與Y軸方向的照度均勻度分別為UX=83.2%,UY=90.1%。由此可見此算法可以有效地設計出非圓對稱非連續自由曲面透鏡,基本達到了均勻照明的目的,能較好實現矩形均勻照明。

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