杜国红　吴一新　陈亮　杜罡　刘杨　石岩

摘 要：LED作为下一代的主流光源拥有各种传统光源无可替代的优势。但是由于独特的发光机理，在使用LED光源时需要为其重新进行光学设计来满足实际的照明需求，而准直照明是其中的重要部分。LED准直透镜对光线准直度有着重要的影响，合理的透镜结构有利于提升LED照明光源的二次配光。本文将自由曲面作为准直透镜设计选择的表面结构，综合其各个方面的优点，非常适合LED准直透镜设计。

关键词：自由曲面；光学设计；LED； 准直透镜

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.254

0 引言

LED作为第四代照明光源，拥有诸多的优点，被应用在许多领域。LED光源具有体积小、效率高、响应快、易调光、色域范围宽、无汞污染、使用寿命长等特点，是一种节能环保的新型光源[1-2]。LED透镜与LED光源一起构成完整的光学系统，透镜使用的目的是为了能够增强光的使用效率和发光效率。因此在不同条件下，使用与之相匹配的透镜，将可以改变LED照明系统的光场分布。LED准直透镜对光线准直度有着重要的影响，合理的透镜结构有利于提升LED照明光源的二次配光。不同结构的LED准直光学透镜，各有特点，对LED光源的准直效果也不相同。自由曲面作为准直透镜设计选择的表面结构，综合其各个方面的优点，非常适合LED准直透镜设计。本文考虑了LED的发光特性，介绍了用于LED准直自由曲面透镜设计方法，并介绍了一个设计实例。

1 自由曲面与LED准直透镜

自由曲面是最复杂而又经常使用的曲面，在许多领域中很多零件的外形均为自由曲面，如：飞机机翼、汽车外形、模具工件表面等[3]。……