Расчёт отражающей поверхности, фокусирующей излучение в произвольную кривую в пространстве
Борисова К.В., Моисеев М.А., Досколович Л.Л., Андреев Е.С.

Аннотация:
Предложен численно-аналитический подход к расчёту отражающей поверхности, формирующей заданное распределение освещённости на произвольной кривой в пространстве. Решение задачи включает в себя два этапа: расчёт функции эйконала на кривой и последующее восстановление отражающей поверхности по полученной функции эйконала. Рассчитана отражающая поверхность, формирующая спираль, и модуль системы подсветки дисплеев, включающий отражающую поверхность, фокусирующую в отрезок. Результаты моделирования продемонстрировали хорошую работоспособность метода. Световая эффективность системы подсветки составляет 86,5 %, а равномерность — 93 %.

Ключевые слова :
геометрическая оптика, отражающая поверхность, светодиодная оптика, фокусировка в кривую, система подсветки.

Литература:

  1. Досколович, Л.Л. Расчёт зеркала для формирования однопараметрической диаграммы направленности / Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский // Автометрия. – 2004. – Т. 40, № 5. – С. 104-111.
  2. Doskolovich, L.L. Designing reflectors to generate a line–shaped directivity diagram / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S.I. Kharitonov, P. Perlo, S. Bernard // Journal of Modern Optics. – 2005. – Vol. 52(11). – P. 1529-1536.
  3. Досколович, Л.Л. Расчёт формы поверхности зеркал для формирования изображения в виде линии / Л.Л. До сколович, C.И. Харитонов // Оптический журнал. – 2005. – Т. 72, № 4. – С. 34-37.
  4. Дмитриев, А.Ю. Расчёт преломляющих поверхностей для формирования диаграммы направленности в виде линии / А.Ю. Дмитриев, Л.Л. Досколович // Компьютерная оптика. – 2010. – Т. 34, № 3. – С. 297-301.
  5. Doskolovich, L.L. Analytical design of freeform optical elements generating an arbitrary-shape curve / L.L. Doskolovich, A.Y. Dmitriev, E.A. Bezus, M.A. Moiseev // Applied Optics. – 2013. – Vol. 52(12). – P. 2521-2526.
  6. DoskolovichL.L. Analytic design of optical elements generating a line focus / L.L. Doskolovich, A.Y. Dmitriev, S.I. Kharitonov // Optical Engineering. – 2013. – Vol. 52(9), 091707. – P. 1-7.
  7. Doskolovich, L.L. Designing a mirror to form a line–sha ped directivity diagram / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S. Bernard // Journal of Modern Optics. – 2007. – Vol. 54, Issue 3-4. – P. 589-597.
  8. Досколович, Л.Л. Расчёт зеркала для формирования диаграммы направленности в виде отрезка / Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский, М.А. Тренина // Автометрия. – 2006. – Т. 42, № 4. – С. 67-75.
  9. Doskolovich, L.L. Design of freeform optical elements generating a line-shaped directivity diagram / L.L. Dosko lovich, A.Y. Dmitriev, M.A. Moiseev // Proceedings SPIE. – 2013. – Vol. 8884, 88841H. – P. 1-8.
  10. Doskolovich, L.L. Analytical design of freeform optical elements generating an arbitrary-shape curve / L.L. Doskolo vich, A.Y. Dmitriev, E.A. Bezus, M.A. Moiseev // Applied Optics. – 2013. – Vol. 52(12). – P. 2521-2526.
  11. Асланов, Э.Р. Высокоэффективный оптический элемент для светодиодных систем подсветки дисплеев / Э.Р. Ас ланов, Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 2. – С. 215-219.
  12. Aslanov, E.R. Design of an optical element forming an axial line segment for efficient LED lighting systems / E.R. Aslanov, L.L. Doskolovich, M.A. Moiseev, E.A. Bezus, N.L. Kazanskiy // Optics Express. – 2013. – Vol. 21(23). – P. 28651-28656.
  13. Гончарский, А.В. Введение в компьютерную оптику / А.В. Гончарский, В.В. Попов, В.В. Степанов – М.: Изд-во МГУ, 1991. – 309 с.
  14. Гончарский, А.В. Математические модели в задачах синтеза плоских оптических элементов / А.В. Гончарский // Компьютерная оптика. – 1987. – № 1 – С. 19-31.
  15. Oliker, V.I. Mathematical aspects of design of beam shaping surfaces in geometrical optics / V.I. Oliker, M. Kirkilionis, S. Krömker, R. Rannacher, F. Tomi. // Trends in Nonlinear Analysis. – 2003. – P. 197-224.
  16. Kochengin, S.A. Computational algorithms for constructing re?ectors / S.A. Kochengin, V.I. Oliker // Computing and Visualization in Science. – 2003. – Vol. 6 – P. 15-21.
  17. Michaelis, D. Cartesian oval representation of freeform optics in illumination systems / D. Michaelis, P. Schreiber and A. Bäuer // Optical Letters. – 2011. – Vol. 36. – P. 918-920.
  18. Досколович, Л.Л. Расчёт эйконала светового поля для фокусировки в набор точек / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев, Е.В. Бызов, С.В. Кравченко // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 3. – C. 443-447.
  19. http://www.labsphere.com/products/reflectance-materials-and-coatings/high-reflectance-materials/optical.aspx .

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20