姚海兵 刘启隆 康自贵

摘  要：本文介绍了一种扩展光源自由曲面准直照明配光透镜的设计。基于点光源自由曲面准直照明方法设计了一款用于扩展光源准直照明配光透镜。匹配光源为Cree公司的XHP50.2型，有效发光面为5mm×5mm。经过模拟软件追迹仿真，最终得到在5m范围内光束发散半角为±2.31°的准直照明光束。在减小扩展光源准直照明的光束发散半角，具有非常明显的效果。

关键词：光学设计;扩展光源;自由曲面;准直照明

中图分类号：O439;TM923.34      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）12-0031-03

Abstract：This paper introduces the design of a kind of collimating lens for extended light source. A light distribution lens for extended light source collimating illumination is designed based on free-form surface collimating illumination method of point light source. The matching light source is XHP50.2 of Cree company，and the effective luminous surface is 5mm×5mm. After tracing simulation software simulation，finally get half Angle of beam divergence is within the range of 5m and ±2.31°collimating light beam. It is very effective to reduce the half angle of beam divergence of collimated illumination.

Keywords：optical design;extended source;free-form surface;collimating lighting

0  引  言

发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种能够将电能转化为光辐射的固态半导体光源。作为目前全球最受瞩目的新一代光源，因其能效高、绿色环保、安全性能高等优点，被认为是本世纪最有发展前景的绿色照明光源。随着社会的不断进步和技术的迅猛发展，人们越来越关注我们赖以生存的环境，世界上大多数国家也充分认识到环境对经济社会发展的重要性，各国都在采取积极措施来改善环境，减少污染。而半导体固态照明光源作为低排放、低能耗的节能新兴产业，以其优良的应用特质，成为各国在节能减排目标中支撑经济转型发展的重要组成部分，被广泛应用于不同照明领域。但在绝大多数场合，LED灯珠直接辐射所形成的照度分布并不能满足使用需求，为此需要对LED的空间光强分布进行重新分配，即LED二次光学设计[1，2]。

照明光学系统的设计大致可分为两种：准直照明和匀光照明。准直照明，指的是把光源发出的光线或者大部分出射光线经配光透镜出射之后，形成一束尺寸接近于配光透鏡大小的平行光束。……