基于LED扩展光源组合透镜的设计方法

陈俄振 王柯乔



基于LED扩展光源组合透镜的设计方法

陈俄振1王柯乔2

1. 广州市浩洋电子股份有限公司，广东 广州 511450 2. 深圳市金溢科技股份有限公司，广东 广州 510663

针对实现不同配光的LED光学设计问题，基于扩展光源，构建组合透镜照明系统，实现多种配光。首先根据snell折射定律计算出一级初始透镜模型，并利用贝塞尔算法结合最小阻尼二乘法优化初始模型，实现光线经一级透镜准直出射。以一级出射的准直光作为二级透镜的入射光源，精确计算出二级透镜的微结构模型。通过改变微结构上的不同切平面的法向斜率，最终实现不同角度的配光曲线和光斑，利用光学软件对所设计模型进行验证，仿真结果证明了该设计方法的可行性。

光学设计；组合镜头；贝塞尔算法；微结构；LED扩展光源

引言

发光二极管（LED）以其固有优势成为第四代新光源后，越来越多地应用在照明领域[1]。但是发光二极管仅简单地将LED用于实际场所，往往很难达到要求。封装后的LED器件一般为朗伯分布配光，需要进行二次光学设计[2-3]，从而充分利用光能量，不造成光能量的浪费，并且达到现场视觉上的效果。在实际应用中，设计师往往需要多种不同配光的灯具以达到不同照明效果。一般地，一个透镜对应一种配光曲线，需要安装多种不同的灯具满足不同的场所。本文基于LED扩展光源设计两级光学透镜实现多种配光的LED照明系统，系统简易，仅更换第二级镜片就可以实现要求的配光，方便用户安装更换，节约成本，具有一定的参考价值。……