傳統的燈具設計一般在拋物面、橢球面SA614AD等二次圓錐曲面上進行反射加透射結構的光學設計,來達到希望的光強分布。在計算機照明仿真軟件被使用以前,這種設計一般是通過加工出光學系統結構,實測結果驗證設計的可行性,看能否滿足設計要求。如果所得結果不能滿足要求,那么就得重新設計,改變結構或調整參數,再進行加工并在之后進行實測。這樣做費時費力,延長了設計周期,提高了設計加工成本。而在照明仿真軟件出現后,燈具設計變得相對容易些。各種燈具的結構造型及光學系統設計均可在軟件中進行,設置好適當光學參數后,就能通過仿真得到設計的結果,只要模型足夠接近真實情況,其仿真結果也會與現實情況接近。然而其設計過程也得通過對常規的光學曲面多次嘗試,反復修改。設計過程的時間周期長,且不一定成功。下面將介紹自由曲面方法,可以通過計算,直接得到所求曲面。

   自由曲面設計方法

   自由曲面是指非對稱、不規則、不適合用統一的方程式來描述。在工業產品中曲面造型應用廣泛。在成像光學領域,首先被用于航天和天文,用于清晰成像。自由曲面不僅能控制光線角度,光程差,還能自由分配光能量,在照明光學系統的設計中,如投影顯示,汽車近光燈,道路照明燈具中,自由曲面都有諸多的應用。