周士康，陈春根，许　礼，王鹰华

(上海三思科技发展有限公司，上海　201100)



光通量线方法用于LED二次光学设计

周士康，陈春根，许礼，王鹰华

(上海三思科技发展有限公司，上海201100)

摘要：提出了一种非成像光学设计的新方法称为光通量线法。从已知的LED光强分布和要求的像面照度分布或要求的灯具光强分布出发，用此方法进行LED二次光学透镜面型的逆向设计，可以一次性求得透镜的两个或多个自由曲面的形状。本文全面介绍了光通量线的定义、性质、计算方法，以及由光通量线求解透镜表面形状的方法和程序，还简单介绍了若干运用本方法计算的实例。本方法有着简单、直观、实用等优点，可以用在多种场合，也可以用在自由曲面反射镜的设计中，多年来已经在许多光学工程设计中得到了成功的应用。

关键词：光通量线；非成像光学；二次光学设计；自由曲面；LED

引言

从W.T. Wolford[1]首次提出非成像光学的名词以来,非成像光学得到了较快的发展。LED照明的发展使得非成像光学从只解决有效收集太阳能问题扩展到更大范围的解决光能量的分布问题[2-3]。有多种非成像光学的设计方法可以解决LED透镜的设计问题[4-7]。包括偏微分方程的数值求解，多参数优化，SMS法等。但这些方法都较复杂而且适应范围较窄，条件不合适就往往无解。对于在第一线工作的大部分工程师并不合适。

作为尝试，本文提出了一种基于非成像光学和几何光学的简便、直观、实用的光学设计新概念、新方法，称其为光通量线方法，在多年实际的LED透镜和反射镜的设计和工程中得到了较成功的应用。……