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Φ50 mm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1 m处接受屏上，Φ60 mm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。