非成像光学系统设计方法与实例
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第2章 实现LED均匀圆形辐照度分布自由曲面光学设计

在大多数情况下LED可以被看作是一个朗伯光源,其发光强度分布的表达式如下:

Iθ)=I0cosmθ (2-1)

式中,θ是视角;I0是垂直于光源面的法线方向的发光强度分布;m取决于半角宽度θ1/2[见式(2-2)],θ1/2定义为发光强度降为法线方向的一半时的视角。

所以当LED直接照明目标面上,目标面的辐照度分布是不均匀的,然而很多照明场景需要辐照度分布是均匀的如LED阅读灯,因此需要通过设计二次光学来调控LED的光分布,使其在目标面上产生均匀圆形的辐照度分布。二次光学系统可以使用透镜也可以使用反光杯,下面将讨论用于实现LED均匀圆形辐照度分布的自由曲面透镜和自由曲面反光杯的设计。