实现均匀照明的LED系统设计方法

针对医用无影灯的应用要求，提出了一种利用非球面透镜实现对目标平面均匀照明的方法。基于能量守恒定律得到光源出射角与目标面之间的关系，利用Zemax的宏语言编写优化操作数使透镜优化满足上述关系，在非序列模式中对结果进行模拟和优化，并分别对透镜的前表面三种情况进行模拟，提出并模拟了LED球面阵列，并分析了角度及距离的偏移对照明均匀度的影响。结果表明，1 m距离处实现了直径为25 cm的平面内的均匀照明，均匀度（平均照度/最大照度）达到96%以上；球面阵列的设计可以满足无影灯的光分布要求，照明深度达到1 m。