LED照明设计及应用PPT

1、照明设计及应用照明设计及应用主要内容：主要内容：THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學2(I)(I)先进光学制造中心简介先进光学制造中心简介(II)(II)LEDLED市场趋势市场趋势(III)(III)LEDLED应用面临的问题应用面临的问题 (VI) (VI)二次光学设计作二次光学设计作用用(V)(V)商业用途案例商业用途案例: : BacklightBacklight modulesmodules背光模组背光模组, , 汽车车灯，路灯等等汽车车灯，路灯等等(VI)(VI)集成制造平台集成制造平台香港理工大学香港理工大学先进光学制造中心

2、先进光学制造中心办公室办公室THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學3展示室展示室接待室接待室 及会议室及会议室先进的超精密加工设备先进的超精密加工设备2轴单点金刚石加工设备5轴超精密自由曲面加工系统快刀伺服加工系统7轴超精密自由曲面抛光设备4轴超精密自由曲面4加工系统（慢刀伺服）Talysurf PGI 1240 测量仪测量仪先进的测量设备先进的测量设备Wyko NT8000光学测量仪光学测量仪Zygo 非接触面型测量仪非接触面型测量仪Parks XE-70: 原子力显原子力显 微镜微镜THE HONG KONG POLYTECHNIC U

3、NIVERSITY香港香港工大學工大學5ERSITYAlicona IFM G4:三维光学测量系统三维光学测量系统测量复杂细节，比如切削角，切削半径， 轮廓分析，面形分析， 体分析，两维图像分析先进的测量设备先进的测量设备微透镜阵列非规则面形测量非规则面形测量THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIV 香港香港工大學工大學V形槽测量形槽测量6鲨鱼皮鲨鱼皮Minolta CS-200 分色光度计分色光度计从LCD、PDP到新一代显示器的有 机EL、FED，再到LED、灯光等光 学设备，本品可对各种光源的辉度、色度、相关色温进行准确的测量。Minolta CS-200QC Ben

4、ch能够测量MTF,焦距，F数，后节 距，成像质量，场曲，变形等等THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學7QC Bench先进的测量设备先进的测量设备精密注塑设备精密注塑设备一台精密电动注塑机（Toyo Si 80），两台液 压精密注塑机（Arburg 270U and Battenfeld HM250/60 ），这些注塑设备可以注塑球面、 非球面、自由曲面光学镜片。Toyo Si 80Battenfeld HM250/60THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學8ARBURG 270U应

5、用的市场趋势应用的市场趋势由于有节能，长寿命，环境友好特点，及高的光输出及价格不断下跌。由于有节能，长寿命，环境友好特点，及高的光输出及价格不断下跌。LED照明市场照明市场在在2008年已经年已经 达达到到18000百万美元。百万美元。THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學9LED应用在市场份额应用在市场份额总量在2004年已经达到125 亿总量在2008年已经达到540亿THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學10何何为为LED照明中的一次光学设计，二次光学设计？照明中的一次光学设计，二

6、次光学设计？THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學11大功率LED照明产品，其实际过程一般要进行两次光学设计：一次光学设计： 把LED集成电路封装成LED光源要先进行一次光学设计，一次光学设计要解决的是LED的出光角度、光强、光通量大小、光强分布、色温的范围与分布，其目 的是尽可能地把光从芯片引出来，这就是所说的一次光学设计。二次光学设计： 一般的大功率LED都有一次透镜，其发光角度为120度左右，二次光学设计就是将经过一次透镜后的光再通过一个光学透镜或者反射镜等光学组件来利用光学 中的透设、折射、全反射及反射现象来改变光线的方向及分布以实

7、现所需要照明 产品要求的过程。二次光学设计如何能够解决照明产品中的问题？二次光学设计如何能够解决照明产品中的问题？大功率LED发光角度一般是120度左右，其光强分布一般是朗伯型分 布（见最左图）。而实际的照明产品中对产品的照明角度及光强分布一 般都不是120度和朗伯型分布（见最右图）。二次光学设计的作用就是把 经过一次透镜后的光再通过一个光学透镜或者反射镜（经过二次光学设 计）等光学组件来改变光线的行进方向及分布以实现所需要照明产品要 求的光束角，光型分布范围，消除眩光及较高的均匀性等要求。THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學12LED应

8、用目前存在的问题应用目前存在的问题THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學13LED的散热问题：散热是大功率LED产品必需解决 好的问题。LED电源稳定性问题：目前限制LED照明产品寿命 的一个原因是电源的寿命。LED照明产品的眩光问题：只有经过重新进行配光 设计才能很好地解决眩光和光效问题。LED光源指向性问题：LED区别于传统光源的一点 就是其是具有指向性的光源，利用的好可以提高光源 的效率，如果利用不好，就会出现眩光或者光强分布 满足不了照明标准的问题。对LED的误解：LED不会发热，LED发不出足够的 光供一般照明，LED寿命10万小

9、时， LED显色指数 不会好，LED可如传统光源一样简单地替代性使用。常规照明光源的限制常规照明光源的限制光损约50%14没有透镜的路灯光斑没有透镜的路灯光斑有光学透镜或者反光杯时：有光学透镜或者反光杯时：会形成一个方形的光斑，能满足道路照明标准。会形成一个方形的光斑，能满足道路照明标准。光学效率及光斑均匀性会得到提高光学效率及光斑均匀性会得到提高矩形光斑有透镜的路灯光斑有透镜的路灯光斑圆形光斑大多数大多数LED光源的发散角是从度到度朗伯形分布。不能够满足各种应用的需求，因而光源的发散角是从度到度朗伯形分布。不能够满足各种应用的需求，因而 为了满足各种标准的要求需要进行二次光学设计为了满足各种

10、标准的要求需要进行二次光学设计以路灯为例说明如下：以路灯为例说明如下： 没有光学透镜或者反光杯时：没有光学透镜或者反光杯时：大的圆形光斑照在路上，左右的光被大的圆形光斑照在路上，左右的光被 浪费浪费对驾驶者和行人还会产生眩光，不符合道路对驾驶者和行人还会产生眩光，不符合道路 照明标准照明标准自由曲面光学及其应用优势自由曲面光学及其应用优势二次自由曲面光学于二次自由曲面光学于LED照明的优势照明的优势 由自由曲面光学产生的光斑能够满足国家道路照明标准。 通过二次光学设计光损可以减少。 有效分配光能。 能够得到超过90%的光效率。 节能可以超过75%。 均匀性可以达到70%-80%。 眩光现象得意

11、避免。自由曲面光学是非旋转对称的，不规则的，自由构建的复 杂面形，几何形状不能够用单一的光学公式比如通用的非 球面光学公式来生成。153-LED 准直镜准直镜7-LED 准直镜准直镜枕形透镜阵列枕形透镜阵列THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學16案例案例- -用于车灯照明的自由曲面光学用于车灯照明的自由曲面光学LED 准直镜准直镜采用采用3WLED3WLED 汽车头灯的设计，准直镜，枕形透镜阵列汽车头灯的设计，准直镜，枕形透镜阵列用于分配光的枕形透镜用于分配光的枕形透镜 阵阵3W LED 光源光源LED 准直透镜准直透镜THE HONG

12、KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學17汽车头灯的自由曲面二次光学设计汽车头灯的自由曲面二次光学设计汽车头灯的自由曲面二次光学设计汽车头灯的自由曲面二次光学设计采用准直镜和枕形透镜阵列的采用准直镜和枕形透镜阵列的LEDLED头灯的设计头灯的设计采用准直镜及枕形透镜采用准直镜及枕形透镜的的LED汽车头灯汽车头灯产生所需要的光斑产生所需要的光斑LED 头灯的原型样品头灯的原型样品THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學18光线追迹结果光线追迹结果LED 汽车头灯的光学反光杯的设计汽车头灯的光学反光杯的设计LE

13、D 头灯的光学反光杯设计头灯的光学反光杯设计照度分布照度分布19多多LED雾灯透镜雾灯透镜照度分布照度分布光线追迹结果光线追迹结果3 LED 准直镜准直镜THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學20用于汽车尾灯系统的精密光学组件用于汽车尾灯系统的精密光学组件驾驶灯 光学透镜阵列光学透镜阵列刹车灯后向灯转向信号灯3-LED 准直镜准直镜7-LED 准直镜准直镜THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學21汽车尾灯的二次光学设计汽车尾灯的二次光学设计照度分布照度分布THE HONG KONG PO

14、LYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學22用于汽车用于汽车LED尾灯盖的微透镜阵列的设计尾灯盖的微透镜阵列的设计THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學23枕形透镜盖设计枕形透镜盖设计光线追迹结果光线追迹结果照度分布图照度分布图用于汽车上用于汽车上的的LED照明系统照明系统中心开发的车头灯中心开发的车头灯中心开发的车尾灯中心开发的车尾灯THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學24Advanced optics used In LED road lighting 因为节能

15、、寿命长、环保、逐渐增加的光输出及价因为节能、寿命长、环保、逐渐增加的光输出及价 格降低等特点，格降低等特点，LED路灯将逐步替代传统的卤素路灯将逐步替代传统的卤素灯灯. 通过光学设计，自由曲面二次光学元件能够提高并通过光学设计，自由曲面二次光学元件能够提高并 改善光输出。改善光输出。 与传统光源相比，采用与传统光源相比，采用LED可以提高效率可以提高效率达达50。案例案例 II - 用用于于LED道路照明的先进光学道路照明的先进光学THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學25灯头设计效果图灯头设计效果图原型灯头实物图原型灯头实物图开发模块式

16、的路灯照明系统开发模块式的路灯照明系统THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學26 220v/50hz 电源电源 60颗颗 1 W LEDs 5条散热支架条散热支架 60w功耗功耗 为国家二级公路设计为国家二级公路设计 灯灯高高: 8 米米 道路宽道路宽度度: 2.5车道车道 (大大约约9 米米宽宽) 路灯间路灯间隔隔: 28 米米 路面平均照度路面平均照度 20 勒克斯勒克斯 每每颗颗LED输出光通输出光通 : 60 流明流明采用非旋转对称的自由曲面光学元件可以提高采用非旋转对称的自由曲面光学元件可以提高均均匀性及光效率。所需能量仅是传统光

17、源匀性及光效率。所需能量仅是传统光源 的几分之一。的几分之一。组合式的灯头有下列优组合式的灯头有下列优点点:能够更好地散热。能够更好地散热。更换更换LED不需要整个拆卸灯头。不需要整个拆卸灯头。可以根据整灯功率的变化来调整可以根据整灯功率的变化来调整光光源的数量及所用支架的数量。源的数量及所用支架的数量。数量可以根据照明需求进行方便的调整。数量可以根据照明需求进行方便的调整。安装的结果使得光分配能满足照明标准。安装的结果使得光分配能满足照明标准。使光学设计更方便灵活。使光学设计更方便灵活。THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學27组合组合式

18、式LED路灯灯头的优点路灯灯头的优点模块模块式式LED路灯所采用的准直透镜路灯所采用的准直透镜光学准直镜的设计光学准直镜的设计光线追迹图光线追迹图THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學28模组模组式式LED路灯模拟路灯模拟光线追迹图光线追迹图THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學29照度分布照度分布 根据北京道路管理局统计，截至根据北京道路管理局统计，截至 2006年底，北年底，北京京5环路道路总环路道路总长长4千千 公里。所需路灯公里。所需路灯为为30万盏。万盏。 产值可达大约产值可达

19、大约600亿人民币。亿人民币。 使使用用LED路灯能够每年节约路灯能够每年节约1.9亿亿 千瓦电，节约千瓦电，节约1.3亿元人民币。亿元人民币。用用于于LED路灯的先进光学元路灯的先进光学元件件( 工程项工程项目目 I )用于路灯的先进光学准直镜用于路灯的先进光学准直镜 平均照度：平均照度：20勒克斯。勒克斯。 均匀度：超过均匀度：超过40%。30LED 路灯路灯 LED 数数量量: 72 片片 1W。 应用应用: 二级公路，商业区及公园二级公路，商业区及公园 。 路灯安装高路灯安装高度度: 8米米 。 路灯间路灯间距距: 25米。米。 Road width道路宽度道路宽度: 9米米（2.5

20、车道车道）。 路灯光路灯光斑斑: 25米米 x 9米。米。 光束角度：光束角度： X向（道路方向）为向（道路方向）为120度度，Y向（垂直道路方向）向（垂直道路方向） 为为55度。度。8米远照明分布米远照明分布远场角度分布远场角度分布路灯用准直镜的设计及模路灯用准直镜的设计及模拟拟 ( 工程项工程项目目 I )光线追迹图光线追迹图THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學31装配好准直镜装配好准直镜的的LED路灯模拟路灯模拟图图 ( 工程项工程项目目 I )道路照明范围道路照明范围:8mx25m 均匀度：均匀度：40%照度分布照度分布32光线追

21、迹结果光线追迹结果光线追迹结果光线追迹结果测试数据通过了国家城镇道路照明标准测试数据通过了国家城镇道路照明标准开发开发的的LED路灯实际测试（工程项目）路灯实际测试（工程项目）XY方向光强分布方向光强分布道路照度分布道路照度分布光强分布光强分布33LED Road lampAdvanced optical reflector for LED Road Lighting为为LED路灯设计的先进光学元路灯设计的先进光学元件件 ( 工程项工程项目目 II ) LED 数数量量: 68 片片 1W 应用场应用场合合: 高速高速路路, 主干主干道道, 商业区及公园商业区及公园 路灯灯头安装高路灯灯头安装

22、高度度: 12米米 路灯间路灯间距距: 40米米 道路宽道路宽度度: 12米米（3 车道车道） 路灯光型尺寸路灯光型尺寸：40米米 12米米 光束发散角：光束发散角： X 向（沿道路方向）：向（沿道路方向）： 120 Y向（垂直道路方向）：向（垂直道路方向）： 60 平均照度大于平均照度大于20勒克斯，均匀性大勒克斯，均匀性大于于50 效率提效率提升升50THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學3462623030X 方向配光Y 方向配光自由曲面反光杯的设计及模拟结自由曲面反光杯的设计及模拟结果果( 工程项工程项目目 II )THE HONG

23、 KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學照度分布照度分布35光线追迹结果光线追迹结果装配后装配后的的LED路灯模拟路灯模拟图图( 工程项工程项目目 II )Illuminance distributionTHE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學36Ray-tracing result通过了国家城镇道路照明标准通过了国家城镇道路照明标准THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學37实际测实际测量量LED路灯效路灯效果果(为为 Neo-Neon真明丽公司设真明丽

24、公司设计计 )开发自动追踪太阳能开发自动追踪太阳能的的LED路灯系统所需先进光学元件路灯系统所需先进光学元件采用菲涅尔透镜来提高系统收集太阳光的效率采用菲涅尔透镜来提高系统收集太阳光的效率菲涅尔透镜菲涅尔透镜采用菲涅尔镜可以大幅增加系统接采用菲涅尔镜可以大幅增加系统接 收太阳光的效率，减少太阳能电池收太阳光的效率，减少太阳能电池 板尺寸，因而可以降低系统的成本板尺寸，因而可以降低系统的成本THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學38(微透镜阵列)（微透镜阵列）（微透镜阵列）(微透镜模微透镜模芯芯)(液晶电视液晶电视)（掌上数字助（掌上数字助理

25、理)(应用):LCD 背光模组 平板显示激光/发光二极管，传感器阵列耦合 光纤阵列准直案例案例 III - 用用于于LED背光照明的微透镜阵列背光照明的微透镜阵列直径:50微米 - 500 微米 高度:10 微米 - 100 微米采用微透镜阵列可以使得液晶屏在需要较少量采用微透镜阵列可以使得液晶屏在需要较少量LED就可以得到均匀照明的效果。就可以得到均匀照明的效果。THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學39传统传统 LED 背光板背光板THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學40集成多集成

26、多颗颗LED的背光板的背光板液晶屏液晶屏增亮片增亮片扩散片扩散片底部带有底部带有V形微透镜阵列的导光板。形微透镜阵列的导光板。集集 成成 电电 路路LED用于液晶面板用于液晶面板的的LED背光模组背光模组THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學41扩散片：扩散片： 用于扩散从光源发出的光通过加扩散片可以使得液晶屏得到平的均匀的光增亮片：增亮片： 增亮片或者膜是一种透明的薄的带有棱镜阵列的用压克力做的薄片。其上的棱镜能 够产生所要求的视场角，比如通常的45度的角度，总的视场角为90度。用用于于LED 背光模组的微透镜整列背光模组的微透镜整列光线

27、追迹结果光线追迹结果用于手用于手机机LCD面板的微透镜阵列面板的微透镜阵列手机手机LCD面板面板THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學42流光溢彩电视导光板流光溢彩电视导光板THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學43光学导光板光学导光板案例案例 IV - 用用于于Philips电子有限公司电视机的自由曲面导光板电子有限公司电视机的自由曲面导光板照度分布照度分布THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學44导光板原型及光学模拟效果导光板原型

28、及光学模拟效果通过自由曲面导光板可以得到均匀的光分布通过自由曲面导光板可以得到均匀的光分布通用照明通用照明室内照明系统室内照明系统LED 手电筒手电筒案例案例 V 通用照明的准直镜设计通用照明的准直镜设计THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學45透镜直径尺透镜直径尺寸寸: 16mm, 19.8mm,23mm, 28.8mm,38.8mm光线追迹结果光线追迹结果用于通用照明用于通用照明的的LED系列照明透镜系列照明透镜THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學照度分布照度分布46超精密自由曲面

29、表面及光学微结构设计，制造及测量超精密自由曲面表面及光学微结构设计，制造及测量的关键问题的关键问题 先进的光学应用需求给加工及测量提出先进的光学应用需求给加工及测量提出 了严格要求。了严格要求。 难于用微米及亚微米级精度来表征自由难于用微米及亚微米级精度来表征自由 曲面（例如，怎样表曲面（例如，怎样表征基于点云的表面）征基于点云的表面） 缺少刀具生成软件来为自由曲面光学软缺少刀具生成软件来为自由曲面光学软 件生成可以直接应用件生成可以直接应用的超精密自由曲面的超精密自由曲面 加工加工NC代码。代码。 超精密自由曲面加工过程复杂，很难建超精密自由曲面加工过程复杂，很难建 立预测模型，模拟及立预测

30、模型，模拟及优化其过程。优化其过程。THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學47 这种亚微米结构很难测量及表征。这种亚微米结构很难测量及表征。 对这种超精密表面及光学微结构表面质量及面型精度国对这种超精密表面及光学微结构表面质量及面型精度国 际上还缺少明确的标准及方法来量化际上还缺少明确的标准及方法来量化 。 缺少能够解决不同模型及理论（比如光学设计，切削机缺少能够解决不同模型及理论（比如光学设计，切削机 理，刀具路径生成，优化等）的集成平台来减少昂贵的理，刀具路径生成，优化等）的集成平台来减少昂贵的 试切试验。试切试验。 本地及海外还没有这

31、样的集成平台。本地及海外还没有这样的集成平台。THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY香港香港工大學工大學48超精密自由曲面表面及光学微结构设计，制造及测量超精密自由曲面表面及光学微结构设计，制造及测量的关键问题的关键问题THE HONG KONGPOLYTECHNIC香港香港工大學工大學NIVERSITY先进光学制造中心提供的先进光学制造中心提供的 超精密超精密自由曲面光学设计，制造及测量服务自由曲面光学设计，制造及测量服务塑料透镜及组 件的精密模具光学设计超精密自 由曲面加 工自由曲面表面测 量及表面表征客户需求自由曲面 光学产品 U 4950刀具路径生成加

32、工过程模拟自由曲面测量超精密加工自由曲面表面测量及评估模组自由曲面表面测量及评估模组设计模型测量数据表面误差评估切削策略优化刀具路径补偿加工误差补偿光学设计标准CAD 文件光学设计模组光学设计模组CAD数据转换点云自由曲面表面重建模组数据交换模组数据交换模组加工模拟及优化模组加工模拟及优化模组自由曲面光学设计，加工及测量集成系统自由曲面光学设计，加工及测量集成系统THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITYCAD数据转换点云自由曲面表面模型重建刀具路径生成加工过程模拟自由曲面表面测量及评估模组自由曲面表面测量及评估模组 自由曲面表面测量测量数据设计模型表面误差评估切

33、削策略优化刀具补偿超精密加工加工误差补偿加工模拟及优化模组加工模拟及优化模组集成系统加工流程集成系统加工流程数据交换模组数据交换模组51香港香港工大學工大學光学设计模组光学设计模组光学设计标准CAD 文件汽车头灯光学设计方法汽车头灯光学设计方法2. 划分反光片1. 选择光源 (比如: H4)4. 完成光束分布，达到标准要求5. 三维自由曲面 模型建立6. 光线追迹与道路交通标准对比3. 调整每片反光片的光分布52THE HONG KONG POLYTECHNIC UNIVERSITY中心开发出超精密自由曲面加工的刀具路径生成及模拟软件及虚拟超精密加工系统中心开发出超精密自由曲面加工的刀具路径生

34、成及模拟软件及虚拟超精密加工系统刀具路径生成，虚拟加工及模拟刀具路径生成，虚拟加工及模拟自由曲面刀具路径生成软件自由曲面刀具路径生成软件53香港香港工大學工大學刀具路径生成，虚拟加工及模拟刀具路径生成，虚拟加工及模拟超精密自由曲面加工用刀具路径生成软件头灯自由曲面反光杯头灯自由曲面反光杯自由曲面反光杯刀具路径生成软件用于汽车照明系统54刀具路径生成，虚拟加工及模拟刀具路径生成，虚拟加工及模拟超精密自由曲面加工用刀具路径生成软件刀具路径生成软件用来加工微透镜阵列a) Design of micro-structureb) Generation of SOP parametersc) Simula

35、tion resulta)设计微结构b)产生标准作业程序参数c)模拟结果5556超精密自由曲面表面测量及标定超精密自由曲面表面测量及标定Measure Result自由曲面表面测量方法工作流程自由曲面表面测量方法工作流程设计表面表面质量评估结果设计表面测量结果设计表面设计自由曲面开发了几种方法和工具用来测量及标定超精密自由曲面表面执行过程及结果执行过程及结果Optics Design and SimulationTool path generation and Optimization of cutting processFast tool servo machining of the mou

36、ld insertMeasurement of characteization of the microlens array mould insert刀具路径生成及切削过程优化光学设计及模拟微透镜阵列模芯特征测量模芯的快刀伺服加工57技术进步技术进步集成系统是中国及海外第一套用于设集成系统是中国及海外第一套用于设 计及制造自由曲面光学表面的，不依计及制造自由曲面光学表面的，不依 赖于海外技术的平台。赖于海外技术的平台。 该集成系统可以满足国际标准，同本该集成系统可以满足国际标准，同本 地及海外相关技术比该技术处于本领地及海外相关技术比该技术处于本领 域领先水平。域领先水平。58能够预测加工过程

37、及优化加工策略，可减少昂贵的试切试验。加工时间可从能够预测加工过程及优化加工策略，可减少昂贵的试切试验。加工时间可从10 天天减少至几天时间。减少至几天时间。开发的自由曲面刀具路径生成软件大大减少了编写程序生成加工刀具路径的时间。开发的自由曲面刀具路径生成软件大大减少了编写程序生成加工刀具路径的时间。减少了刀具磨损减少了刀具磨损系统配备了可以允许测量自由曲面表面的算法，可以系统配备了可以允许测量自由曲面表面的算法，可以 改善产品的表面质量。改善产品的表面质量。基于自由曲面表面特征的表面内在特征框架被考虑进基于自由曲面表面特征的表面内在特征框架被考虑进 来以为将来标准的自由曲面来以为将来标准的自

38、由曲面算法提供方法。算法提供方法。集成系统的优点集成系统的优点59工业技术进步及竞争优势工业技术进步及竞争优势先进光学制造中心一直致力于推广超精密加工技术。先进光学制造中心一直致力于推广超精密加工技术。致力于应用超精密加工技术于光致力于应用超精密加工技术于光电电及通讯产品，比如光纤连接及通讯产品，比如光纤连接 器，器，用于手机背光系统的微透镜，用于手机背光系统的微透镜，DVD播放机的读取物镜，数码播放机的读取物镜，数码 相相机的物镜，投影仪的自由曲面透镜，各种机的物镜，投影仪的自由曲面透镜，各种LED路灯及汽车灯等路灯及汽车灯等 LED照明系统的自由曲面透镜等等。照明系统的自由曲面透镜等等。为百多家公司提供服务，中心为为百多家公司提供服务，中心为本本地公司提供支持，免于从海外地公司提供支持，免于从海外 购买模具及相关技术。购买模具及相关技术。帮助工业界改善产品质量来提高其竞争力