摘要：LED自身的發(fā)光特點限制了其在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，如何合理分配LED的能量，在目標(biāo)面上形成理想的照度是一個值得研究的問題。就不同應(yīng)用場合下如何進(jìn)行光學(xué)設(shè)計進(jìn)行分析，通過采用非成像光學(xué)設(shè)計中光學(xué)擴(kuò)展度守恒方法得到透鏡的方程，分別實現(xiàn)圓形均勻照明和矩形均勻照明，其中圓形照明面照度均勻性達(dá)到85%，矩形照明面照度均勻性達(dá)到75%，并建立了自由曲面透鏡三維模型，結(jié)合Tracepro進(jìn)行光線追跡。仿真結(jié)果表明：提出的方法滿足相應(yīng)的照明標(biāo)準(zhǔn)，驗證了理論設(shè)計的合理性。

關(guān)鍵詞：光學(xué)設(shè)計；自由曲面透鏡；LED；非成像光學(xué)；均勻照度

引言

隨著LED技術(shù)的不斷進(jìn)步，白光LED技術(shù)日臻成熟，LED的優(yōu)勢越來越明顯，其將成為繼火焰，白熾燈，熒光燈之后的第四代照明光源的觀點已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)同。但是LED在推廣的過程中，由于其發(fā)光呈朗伯分布的特點，造成了很大的光浪費(fèi)，LED光強(qiáng)分布圖如圖1所示。如何將LED的能量均勻分配，在照明面形成均勻的照度，實現(xiàn)將LED節(jié)能的優(yōu)勢最大化，一直是個很難解決的問題[1-2]。

以往在設(shè)計均勻照明的時候，采用了很多不同的方法，比如方棒(積分棒)，復(fù)眼透鏡等。但這些光學(xué)系統(tǒng)都存在許多不足之處，方棒照明系統(tǒng)經(jīng)過方棒的多次反射，會造成光能的損失，復(fù)眼透鏡經(jīng)過透鏡時也會造成光能的損耗，因此降低光能的利用率。這兩種光學(xué)系統(tǒng)會造成光學(xué)系統(tǒng)的 ...

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