胡志威，彭润玲，秦 汉，林朋飞

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

引 言

与传统光源相比，LED光源具有寿命长、能耗低、响应时间短等优点，它是21世纪具有竞争力的新型固体光源，正逐渐取代传统光源［1］。目前，商用单颗6W的LED芯片的光通量已达到300lm，这足以满足很多场合的照明要求。但是，LED芯片的出光为朗伯分布，如果不经过适当的配光处理而直接应用于照明将无法达到所需要的要求，而且会造成光污染和能量浪费，因此，对LED照明系统进行配光设计是十分必要的［2－4］。

目前，针对LED器件在目标区域的强度均匀性优化大都是采用自由曲面的反光杯或非球面构成的透镜的形式在计算机上进行建模分析，所采用的光源也多是由数学建模进行模拟分析，由于LED的实际发光情况很复杂，单靠数学建模很难完美地模拟实际发光效果，所以这样计算得到的最终分析结果可能会和实际结果大相径庭。而且，由于受到机械加工的制约，很多计算出的复杂模型也难于转为现实。在这种情况下，提出一种利用透镜阵列的方式实现目标照明区域满足均匀光强的设计方法。

国际上最常用的照明光学设计软件有LightTools、Tracepro、Code V、Lucidshape、Zemax等，其中又以LightTools和Tracepro的照明模拟结果可信度最高。利用LightTools软件对单颗LED器件进行目标区域的强度均匀性优化，使目标区域实现了预期的照明效果。

1 设计方法

1.1 发光强度

光源在给定方向上的发光强度是该光源在给定方向的立体角元dω内传输的光通量dΦ与该立体角元之商，即