紧凑型高亮度发光二极管准直镜设计

为满足高亮度发光二极管(LED)的准直照明要求,克服传统LED准直镜径长比过大、结构厚重的缺点,设计了小径长比、结构紧凑以及高度准直的LED准直系统。准直镜设计基于LED为理想点光源,光线在准直镜内部经历了两次反射,根据几何光学的等光程原理和折、反射定律,通过数值求解等光程方程组获得准直镜各个面型的轮廓曲线,系统径长比为0.1。利用TracePro软件对所设计的准直系统进行光线追迹模拟,结果表明,光源为理想点光源时,在Φ50mm的出光口径处,光线经准直镜出射的光束发散角(光强半值角)为5.4°;光源采用实际高亮度白光LED时,光线经准直镜出射的光束发散角变为6°,在距准直镜1m处接受屏上,Φ60mm光斑照度均匀性为92%,光效为52.11%,适用于高亮度LED准直照明领域。系统设计实现了结构紧凑,准直性能高的设计目标,系统公差满足装配要求,为大功率高亮度LED准直照明系统的小型化、简单化提供了一种有效的解决途径。