LED照明系统自由曲面透镜设计分析

通过设计基于LED光源的自由曲面透镜实现均匀圆形光斑的实例,提出一种快速建立光学器件模型的方法。该方法根据几何光学和非成像光学理论建立透镜的数学方程,由Matlab实现透镜面型数据的数值计算,由TracePro编程完成透镜建模,以动态数据交换(DDE)协议为基础建立Matlab与TracePro间的会话,可在TracePro中自动创建透镜实体模型。仿真结果表明,光通量为100 lm,光源尺寸1 mm×1 mm,视角120°的LED朗伯型光源在5 m远处的目标面上形成半径为3 m的圆形光斑,光斑照度均匀性可达0.7,透镜效率为87%。与传统实现透镜实体模型的设计方法对比,本方法可以简化设计过程,节省设计时间,进一步证明其准确性和可靠性。