秦 晋，秦会斌，邱定忠，叶 晨

（杭州电子科技大学 电子信息学院，浙江 杭州 310018）

0 引言

随着社会的高速发展，LED 作为一种新型光源也在快速发展，目前已经成为了一项具有发展前景的技术产品。 与其他光源相比，LED 具有高亮度、寿命长、功耗低、价格低廉、节能环保等诸多优势，被广泛应用在路灯、照明、医学及显示等领域[1～4]。 对于一般的LED 光源，出射光分布遵从朗伯型分布，其发散角约为120°，发散角大，如果直接应用，光能利用率低，且很难满足一些照明场合需要达到的性能指标，如均匀度、亮度等[5]。为了解决上述问题，需要给LED 光源进行二次光学设计， 那就是给LED 配光来控制光线输出方向，减小发散角，提高光能利用率。

基于非成像光学理论的系统光学设计已经成为了当下人们研究的热点，相关设计方法也在逐渐完善。 常用的设计方法主要分两大类：一类是针对点光源的设计，如裁剪法、偏微分方程法、数值分析法等；另一类是针对面光源的设计，如同步多曲面设计法[6～9]。

本文根据边缘光线原理及同步多曲面设计法设计了一种基于全内反射（TIR）透镜的准直系统，通过TIR 透镜控制光线输出方向， 对光线进行准直，提高光能利用率。 然后利用光学软件Tracepro对光线进行追迹仿真，根据追迹结果来反馈并优化设计，最终达到最优准直效果。

1 TIR 透镜的设计

TIR 透镜的设计目的在于控制光线输出方向，减小光束的发散角，达到准直效果，实现均匀、高亮度的照明，同时提高光能的利用率。……