一种LED射灯透镜的设计.pdf

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1、一种LED射灯透镜的设计谢拥军(四川九洲光电科技股份有限公司，四川省绵阳市621000)徐健苏丹(深圳市九洲光电科技有限公司，广东省深圳市518057)DesignofanLEDSpotlightLensXIEYongjan(SichuanJiuzhouOptoeleetronicTechnologyCo．，Ltd．，Mianyang621000，SiehuanProvince，China)XUJianSUDan(ShenzhenJiuzhouOptoelectronicTechnologyCo．。Ltd．．Shenzhen518057，Guangd

2、ongProvince，China)Abstract：Thegeneratrixofcollimatingtotal助于缩短此类透镜的开发周期。internalreflection(TIR)lensisobtainedagainst关键词：LED；TIR透镜；复眼透镜；二次光学pointsourcemode1viamathematicalmodelingwith设计；数学建模；发光角度；扩展光源Snell’slawandFermatprinciple，andthenthefly-中图分类号：TU88文献标识码：Aeyelensisdesignedto

3、controlthedivergenceangleoftheemergentlight．TheTIRlensismodeledwith3Dsoftwareandusedinconjunctionwithextended0引言source3030LED．Thedesignmeetstherequirementsafterthesimulationverificationofopticalsoftware．LED(LightEmittingDiode)作为新一代绿色光Finally，theeffectsofaperturevalueoffly—eyele

4、ns源，因其效率高、寿命长、光色纯等优点，已越来越andarrangementdensityonlight—emittingangleofthe广泛地应用在照明、背光、指示灯等领域。但由于emergentlightandcentrallightintensityareLED的光强分布近似为朗伯型。如果不经过合适的光discussedandanalyzed．Itsconclusionhelpsto学系统处理而直接应用，则很难达到照明灯具的性能reducethedevelopmentperiodofsuchlens．Keywords：LED；TIPlen

5、s；fly—eyelens；指标。为了更好地将LED推广至通用照明领域，研secondaryopticaldesign；mathematicalmodeling；究LED光源的二次光学设计显得尤为重要。light-emittingangle；extendedsource目前常用的LED二次光学系统有折射型、反射型、全内反射型(Totalinternalreflection，TIR)以及摘要：利用斯涅尔定律、费马原理，针对点复合型_1]。而在手电、射灯等需要将LED光源准直或光源模型，通过数学建模得到准直全内反射(Total以一定发光角度出射的灯具中．

6、往往由于散热、电源internalreflection，TIR)透镜的母线，再通过设计复驱动等原因。留给二次光学系统放置的空间有限。复眼透镜来控制其出射光的发散角。利用3D软件完成眼TIR透镜综合利用折射和全反射，可以在自身体积复眼TIR透镜建模．并将其与扩展光源3030LED配较小的情况下。有效收集并分配LED的出射光，达合使用，经光学软件模拟验证，达到了设计要求。到灯具照明要求。本文结合斯涅尔定律、费马原理，最后讨论并分析了复眼透镜孔径值、复眼透镜的排首先设计TIR透镜结构，对LED出射光线进行准直，列密度对出发光角度、中心光强的影响，其结论有再

7、通过设计复眼透镜来控制最终出射光线的发散角。作者信息谢拥军，男，四川I九洲光电科技股份有限公司，高级工程师。徐健，男，深圳市九洲光电科技有限公司，光学工程师。苏丹，男，深圳市九洲光电科技有限公司，半导体照明工程师，研发一部副经理。望戥_灯垩熊墅堡盐!堂塑兰熊楚量!_htp：／www．jzdq．net．crl545建虢电乞。—I_-—l·__—_·■BU}LDING21314年第日期IEL黯CTRICITY1设计原理与过程104lm／W。典型热阻值为8c《=／W。1．2中心准直透镜设计整个复眼T[R透镜由中心凸透镜、全反射透镜和由成像光学中费马原理可知

8、，对于有限距离的复眼透镜三部分组成，其中凸透镜控制LED小角度出物点0经折射面成像于0点，则光程00为一常光