传统的灯具设计一般在抛物面、椭球面SA614AD等二次圆锥曲面上进行反射加透射结构的光学设计,来达到希望的光强分布。在计算机照明仿真软件被使用以前,这种设计一般是通过加工出光学系统结构,实测结果验证设计的可行性,看能否满足设计要求。如果所得结果不能满足要求,那么就得重新设计,改变结构或调整参数,再进行加工并在之后进行实测。这样做费时费力,延长了设计周期,提高了设计加工成本。而在照明仿真软件出现后,灯具设计变得相对容易些。各种灯具的结构造型及光学系统设计均可在软件中进行,设置好适当光学参数后,就能通过仿真得到设计的结果,只要模型足够接近真实情况,其仿真结果也会与现实情况接近。然而其设计过程也得通过对常规的光学曲面多次尝试,反复修改。设计过程的时间周期长,且不一定成功。下面将介绍自由曲面方法,可以通过计算,直接得到所求曲面。

   自由曲面设计方法

   自由曲面是指非对称、不规则、不适合用统一的方程式来描述。在工业产品中曲面造型应用广泛。在成像光学领域,首先被用于航天和天文,用于清晰成像。自由曲面不仅能控制光线角度,光程差,还能自由分配光能量,在照明光学系统的设计中,如投影显示,汽车近光灯,道路照明灯具中,自由曲面都有诸多的应用。