發(fā)光二極管led半導體照明光學系統(tǒng)設計

發(fā)光二極管led半導體照明光學系統(tǒng)設計

1led光催化照明效能分析近年來，設備級光照明媚輸出波形（light）的光照效率已達到100lw，并預計2020年可達到200lm。白光LED器件在光效、環(huán)保和壽命等方面較傳統(tǒng)照明有顯著的優(yōu)勢,會在相當程度上替代傳統(tǒng)照明光源。目前,我國的照明用電占全社會總用電量的12%~15%,如果全部采用高光效白光LED作為照明光源,將實現(xiàn)全社會照明用電節(jié)約50%,即相當于節(jié)約三座三峽電站的年發(fā)電量。因此,發(fā)展高效半導體照明光源對我國乃至全世界實現(xiàn)節(jié)能減排具有重要的意義。表征照明光源性能的主要指標包括光通量、發(fā)光效率、眩光性、顯色性、色溫以及配光等。其中發(fā)光效率為光視效能(LER)和電光轉換效率的乘積,當電光轉換效率一定時,發(fā)光效率就完全取決于光視效能,對于明視覺而言,越接近555nm的單色光,其光視效能越大。顯色性一般用顯色指數(shù)來表示,白光光譜越寬,越接近標準照明光源,其顯色指數(shù)越大,最大值為100。配光決定了目標平面的照明效果以及光能利用率情況,好的配光也會降低失能眩光。顯然,光視效能與顯色指數(shù)之間存在折中,而這是目前多數(shù)傳統(tǒng)照明光源所無法兼顧的,如高壓鈉燈的光視效能可達500lm/W以上,但是其顯色指數(shù)卻為負值;白熾燈顯色指數(shù)接近100,但其光視效能卻不到50lm/W。對于半導體照明來講,傳統(tǒng)封裝白光LED主要采用藍光LED激發(fā)黃光熒光粉以實現(xiàn)白光,其顯色指數(shù)可達70以上,但因熒光粉發(fā)光峰譜寬過寬,在人眼響應較低的波長處造成浪費,以及存在斯托克斯位移,所以藍光LED激發(fā)黃色熒光粉混合產(chǎn)生白光的發(fā)光效率極限僅為300lm/W左右,若考慮電光轉換效率在實際情況下的極限約為50%,可預期具有工業(yè)價值的傳統(tǒng)封裝白光LED產(chǎn)品的光效只能達到150lm/W左右,難以實現(xiàn)200lm/W的路線圖目標。在白光半導體照明光源滿足色溫范圍和高顯色指數(shù)的條件下,提高其極限流明效率成為一個研究熱點。傳統(tǒng)封裝單顆LED的光通量在100lm左右,而室內照明需要千流明量級的照明,城市道路照明需要萬流明量級的照明;傳統(tǒng)封裝LED是-90°~+90°半空間朗伯型發(fā)光,存在光污染與光浪費,并且在目標面上的照度由中心往四周急速下降,無法滿足照明需求;傳統(tǒng)封裝LED的亮度約為熒光燈管的5000倍,會引起嚴重的眩光。從以上三個層面來講,高光效LED器件并不能直接替代傳統(tǒng)照明光源應用于通用照明領域。而另一方面,傳統(tǒng)照明光源尺寸較大,根據(jù)Entendue守恒理論,很難設計適中尺寸的光學系統(tǒng)將大尺寸光源發(fā)出的光高效地控制在有效區(qū)域以內,導致光污染與光浪費現(xiàn)象。而LED尺寸在毫米量級,可設計高效率的小尺寸配光系統(tǒng),經(jīng)配光后的半導體照明光源能減少傳統(tǒng)照明光源造成的光污染和光能浪費,實現(xiàn)進一步節(jié)能減排。本文基于紅、綠、藍三色LED的組合,在使其混合產(chǎn)生的任意色坐標點或色溫的白光都具有高顯色指數(shù)的條件下,研究了白光LED的發(fā)光效率極限;并詳細介紹了本項目組在半導體照明光學系統(tǒng)設計方面的進展和面向道路照明、室內照明以及特種照明的應用情況。2提出三色混合的方案目前白光LED主要采用藍色LED芯片激發(fā)黃色熒光粉模式,其因過寬的發(fā)光譜以及斯托克斯位移,產(chǎn)生較低的白光發(fā)光效率極限,另外,其顯色指數(shù)也只有70左右,無法滿足高質量照明需求。Mirhosseini等提出了雙藍光LED激發(fā)黃色熒光粉的方式,雖然顯色指數(shù)有較大提高,但光視效能提高并不明顯,在8000~3500K的色溫變化范圍內,其光視效能在250~330lm/W之間,仍處于較低水平。另外,由于色溫越低,所需的熒光粉量越多,從而導致更多的能量損耗,考慮到熒光粉吸收和斯托克斯位移后的低色溫白光LED的流明效率極限會更低。只有基于色度學原理優(yōu)化后的多色譜白光LED,才有可能同時具有高的光視效能和顯色指數(shù)。由混色原理,多個單色光源色坐標組成的多邊形區(qū)域內任何一點,都可以通過這些光源以一定比例進行混合產(chǎn)生。對于確定的白光色坐標或色溫,通過變化具有一定線寬的紅、綠、藍三色LED或紅、黃、綠、藍四色LED的峰值波長及其強度,使此色坐標或色溫的白光獲得最佳的光視效能和顯色指數(shù)組合,這是目前主要采用的優(yōu)化策略。這種策略所得到的只是在某一色坐標或色溫下的最優(yōu)化結果,而若變換多色LED的混合比例產(chǎn)生其他色坐標或色溫的白光,其顯色指數(shù)和光視效能不但可能不是最佳,甚至會產(chǎn)生較大偏離。美國國家標準學會(ANSI)給出了8個標準色溫塊,以規(guī)范半導體照明光源在通用照明中的色度范圍,其中每一個四邊形代表某一色溫的容忍度。應在此白光色度范圍以內進行總體優(yōu)化。對于三色LED混光,優(yōu)化條件為maxλ1,λ2,λ3[∑xw,ywLER(λ1,λ2,λ3,xw,yw)Ν],(1)Ra(λ1,λ2,λ3,xw,yw)≥RaΤ,(2)maxλ1,λ2,λ3??∑xw,ywLER(λ1,λ2,λ3,xw,yw)N??,(1)Ra(λ1,λ2,λ3,xw,yw)≥RaT,(2)式中λ1,λ2,λ3為紅、綠、藍三色LED的峰值波長,xw,yw為在白光色度范圍內均勻分布的N個色坐標點之一,RaT為所有色坐標點光譜的一般顯色指數(shù)限制值。在計算中,藍光、綠光和紅光LED的線寬分別為20,30和20nm。理論計算結果表明,當藍光峰值波長在462nm,綠光峰值波長在543nm,紅光的峰值波長在609nm時,在整個ANSI規(guī)定的白光區(qū)域內,不僅實現(xiàn)了三色混合產(chǎn)生任意色坐標點白光的顯色指數(shù)大于80,而且可獲得334~430lm/W的光視效能輸出,如圖1所示。由圖1可以看出,在2700K的低色溫塊內,三色混合產(chǎn)生白光LED的最高發(fā)光效率極限為430lm/W,相比熒光粉轉換LED提高近130lm/W,其已接近高壓鈉燈的500lm/W的水平,而顯色指數(shù)相較高壓鈉燈卻有顯著的提高,可以說目前還無其他光源具備這種能力。另外,通過改變此三色LED的輸入功率所混合產(chǎn)生的任意色坐標點或色溫的白光,其顯色指數(shù)均大于80,使色溫可調的高質量白光照明光源變得更加可行。因此,三色混合產(chǎn)生白光的方案成為半導體照明光源的一個重要發(fā)展方向。目前,綠光LED電光轉換效率低、三基色LED光衰不一致以及驅動電路較為復雜是限制直接使用三色混光LED的主要障礙。一種過渡的解決方案是由藍光LED抽運熒光粉產(chǎn)生窄線寬的綠光和紅光,從而混合產(chǎn)生白光,該方案可以克服直接使用紅、綠、藍三色LED的不足,但其關鍵就在于獲得高效率、高可靠性的可產(chǎn)生窄線寬綠光、紅光的熒光粉。3基于反饋迭代方法的led合成算法傳統(tǒng)光源通常具有較大尺寸結構并且是全空間發(fā)光,造成其光學系統(tǒng)效率低下、對光束控制能力弱,大量光能入射到目標平面以外的區(qū)域,引起光能浪費和光污染。而LED尺寸較小,可設計光學系統(tǒng)對其發(fā)出的光進行精確調控從而獲得近乎理想的照度或亮度分布,不僅提高系統(tǒng)光效,而且提高其光能利用率,實現(xiàn)進一步節(jié)能減排。實現(xiàn)這一功能的三維自由光學系統(tǒng)設計方法稱為非成像光學系統(tǒng)設計方法,該方法將光源發(fā)出的能量盡可能多地分配至目標平面并形成預定的光分布。利用非成像光學構建三維自由曲面配光系統(tǒng),實際上是求解兩個基本方程,即能量守恒方程與矢量折射/反射方程?ΩΙ(i)dΩ=?SE(t)ds,(3)[1+n2-2n(Ο?i)]1/2Ν=Ο-ni,(4)式中I(i)為光源發(fā)光強度,Ω為光源發(fā)光立體角,E(t)為目標平面照度分布,s為目標平面面積,i為入射光線單位矢量,O為光線經(jīng)自由曲面折射或反射后的單位矢量,n為折射率,當反射時n=1。傳統(tǒng)方法歸結為求解復雜的二階Monge-Ampere偏微分方程。本項目團隊提出了分離變量的設計方法,簡介如下。根據(jù)能量守恒,由LED發(fā)出的光能量與照射在目標平面上的能量相等,可獲得LED發(fā)光球面坐標(u,v)與目標平面直角坐標(x,y)的一一對應關系Ι(u,v)|J(u,v)|dudv=E(x,y)|J(x,y)|dxdy,(5)式中|J(u,v)|和|J(x,y)|代表Jacobian因子。若球面坐標均勻劃分,由分離變量可以得到目標平面直角坐標和LED發(fā)光球面坐標的縱向對應關系y=f(u)以及橫向對應關系x=g(v),稱之為光源至目標的劃分策略,如圖2(a)所示;反之,也可以將目標區(qū)域均勻劃分,反向求解LED發(fā)光球面坐標的劃分,稱之為目標至光源的劃分策略,如圖2(b)所示。獲得以上坐標對應關系以后,根據(jù)遞推法和矢量反射/折射定律確定表面離散數(shù)據(jù)點坐標及其法向矢量,并引入非連續(xù)性表面來消除表面法向矢量誤差的影響。為進一步減小法線矢量誤差,提出了帶狀表面三維構型方法,此時自由曲面光學系統(tǒng)更加不連續(xù)。相比于傳統(tǒng)光源,LED芯片的尺寸足夠小,在相當多的應用領域中,可以近似為點光源。但在實際應用中,為了減小透鏡材料對光能的吸收損耗,同時也出于降低制造成本的考慮,需要將透鏡的尺寸盡可能減小,從而導致光源的尺寸無法忽略,會引起給定照度分布的偏移。為了消除自由曲面表面誤差和光源的擴展性帶來的影響,提出了反饋迭代方法。假如將自由曲面光學系統(tǒng)設計與仿真看作一個系統(tǒng),那么當輸入給定照度分布E0(x,y)時,實際LED發(fā)出的光經(jīng)光學系統(tǒng)后輸出的照度分布E′(x,y)與輸入的照度分布并不相同,因此需要尋找某一輸入照度分布E(x,y)使輸出的照度分布接近給定照度分布E0(x,y)。通過目標至光源的設計策略,引入反饋函數(shù),逐步補償修正預設照度分布,重新獲得的配光系統(tǒng)將LED發(fā)出的光折射為接近給定的照度分布。在某一次反饋時,反饋函數(shù)與上一次的輸入照度分布以及仿真結果有關,所以稱之為反饋迭代方法,其過程如圖3所示。以形成均勻照度分布的設計為例,經(jīng)反饋后,給定區(qū)域內照度均勻度從19%提高到81%,如圖4所示。以上所述目標區(qū)域網(wǎng)格固定的反饋迭代設計方法能較直接地實現(xiàn)當前反饋修正因子與上一次仿真結果以及給定照度分布的接口,從理論上而言,這種方法能夠實現(xiàn)目標區(qū)域不同照度區(qū)間的精確定界,即實現(xiàn)不同照度區(qū)域的能量權重調整。然而,這種方法存在構點精度低的問題,會導致實際仿真結果出現(xiàn)偏差。采用光源能量網(wǎng)格固定的反饋迭代設計方法均勻劃分光源角度,在反饋迭代的過程中保持這種劃分不變,通過調節(jié)目標區(qū)域的網(wǎng)格劃分,調整目標區(qū)域各網(wǎng)格的面積大小,實現(xiàn)負反饋修正。根據(jù)抽屜原理,這種劃分能使構點精度最大化。目標區(qū)域網(wǎng)格固定和光源能量網(wǎng)格固定兩種反饋迭代設計方法有各自的優(yōu)點,因此,可以把兩種方法有機地結合起來,前者實現(xiàn)能量劃分宏觀調控,后者實現(xiàn)各區(qū)域內照度分布微觀調控,這就是組合式反饋迭代設計方法的基本原理。此處通過引入框架線和區(qū)域線構造自由曲面,兩種反饋迭代方法可以有機地結合起來。所謂框架線,是對應宏觀的簡單照度分布區(qū)域劃分的表面曲線,用于調整區(qū)域間的能量權重,如圖5(a)所示。而區(qū)域線則分布于框架線之間,對應微觀的各個簡單照度區(qū)域內網(wǎng)格劃分的表面曲線,用于調整各區(qū)域內的照度分布,如圖5(b)所示(彩圖請見網(wǎng)絡電子版)。從圖5中可以看出,每次反饋過程中,必須先使用目標區(qū)域網(wǎng)格固定反饋迭代設計方法構造框架曲線,調整宏觀能量權重劃分,得到各個簡單照度區(qū)域對應的光源角度范圍(u,v)。然后在各框架曲線之間,根據(jù)抽屜原理均勻劃分該區(qū)域對應的光源角以保持較高的構點精度,使用光源能量網(wǎng)格固定反饋迭代設計方法構造區(qū)域曲線,調整微觀各區(qū)域內照度分布。通過一個設計實例來驗證該反饋迭代設計方法實現(xiàn)復雜照度分布的效果,設計實例參數(shù)為:在距離裝備了自由表面光學系統(tǒng)的LED光源7m的平面上,形成一個30m×30m的方形照度區(qū)域,如圖6(a)所示。方形照度區(qū)域內的復雜照度分布如圖6(b)所示,該照度分布共分為5個簡單照度區(qū)域,其中區(qū)域1,3,5皆為30m×8m的條形均勻照度分布,區(qū)域2,4為30m×3m的條形照度分布。各個寬照度區(qū)域與窄照度區(qū)域的能量比為16∶3,即區(qū)域1,3,5與區(qū)域2,4的總能量比為8∶1。圖7展示了使用上述兩種反饋迭代方法設計的初始光學模型及最終光學模型仿真結果,其中圖7(a),(b)為目標區(qū)域網(wǎng)格固定反饋迭代方法的設計結果,圖7(c),(d)為組合式反饋迭代設計方法的設計結果。從初始結果與最終結果的對比可以看出,經(jīng)過反饋迭代設計后的最終設計相比初始設計在仿真結果上有了較大改進,基本消除了初始結果中出現(xiàn)的局部亮斑,使區(qū)域照度均勻度有了較大提升,更加符合預設目標。然而,由于目標區(qū)域網(wǎng)格固定反饋迭代方法設計的光學系統(tǒng)構點精度低,會出現(xiàn)能量外泄加劇的現(xiàn)象,區(qū)域照度均勻度也不能達到較高的水平,而組合式反饋迭代設計方法都能在反饋過程中保證較高的構點精度。照度區(qū)域內照度均勻度為92.3%,而光利用率也達到了97.7%的高水平(不考慮菲涅耳損耗)?？梢妼τ趶碗s照度分布設計實例,組合式反饋迭代設計方法體現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。4等清晰度配光為消除傳統(tǒng)道路照明光源所引起的光污染和光浪費,針對LED光源,提出基于分離變量法和反饋迭代法設計自由曲面光學系統(tǒng)將LED發(fā)出的光折射使其恰好覆蓋道路寬度和周邊一定區(qū)域,從而實現(xiàn)理想的高光能利用率配光,如圖8所示。要確定光能在路面上的分布情況,一種思路是將光能量均勻分配到路面上,稱為等照度配光,目前LED應用于道路照明普遍采用這種形式。照度僅僅是單位面積接收到的光通量,它并不代表進入人眼的、被人眼所感知的路面反射光的情況。實際上,人眼感知的是路面的亮度,亮度是指路面單位面積單位立體角內反射的光通量,與入射光線的強度、路面的反射性能以及觀察位置有關。圖9為等照度配光產(chǎn)生的亮度分布圖,其亮度分布極不均勻,產(chǎn)生“燈下黑”的現(xiàn)象。在整個路面上這種明暗相間的現(xiàn)象稱之為“斑馬紋效應”,會導致駕駛員眼睛的視覺靈敏度下降。等亮度配光的主要參數(shù)有亮度均勻度、縱向亮度均勻度、平均亮度以及眩光因子,其中亮度均勻度、平均亮度和眩光因子對顯示障礙物能力有顯著的影響,而縱向亮度均勻度是“斑馬紋效應”的主要評價指標,直接關乎人眼的視覺靈敏度。等亮度配光大大增加了道路照明設計的難度,比如:為了提高平均亮度及亮度均勻性需大角度配光,亮度計算需同時考慮幾盞燈對亮度的影響;亮度均勻性與平均亮度,眩光與平均亮度等之間存在“trade-off”;傳統(tǒng)“tryanderror”的配光方法效率低,且無法同時滿足要求。由于道路照明的復雜性,優(yōu)化理論應用到道路照明中,Pachamanov等提出了具有15個未知系數(shù)的光強多項式,通過優(yōu)化這15個系數(shù)來獲得較好的照明效果。然而這種復雜的光強公式難以在燈具設計中實現(xiàn),因此,在優(yōu)化過程中,這里僅考慮兩盞路燈對計算區(qū)域亮度的影響。提出了系統(tǒng)的按路面亮度設計LED自由曲面透鏡的方法,主要分為兩個步驟:1)確定安裝條件(路面寬度、安裝高度和路燈間距等)后,選擇照度分布,利用路面反射系數(shù)計算照明參數(shù)(總亮度均勻度、縱向亮度均勻度和眩光因子等),在保證總亮度均勻度、縱向亮度均勻度、眩光因子滿足照明標準的前提下,獲得可產(chǎn)生最高平均亮度與平均照度比的優(yōu)化照度分布;2)基于分離變量法、按優(yōu)化的照度分布設計LED自由曲面光學系統(tǒng),因曲面誤差以及光源的擴展性,仿真照度分布會偏移優(yōu)化照度分布,基于反饋迭代法消除照度分布的偏移,得到具有優(yōu)化照度分布的自由曲面光學系統(tǒng)。步驟1)中提出了具有余弦基函數(shù)的照度分布E0(x,y)=Ex(x)?Ey(y)=[J∑i=1aicosni(πx2xmax)]?1=J∑i=1aicosni(πx2xmax),(6)式中x為沿路軸方向的坐標,xmax為其最大值,y為沿路軸方向的坐標,ai,ni分別為未知的系數(shù)和冪次。亮度分布表示為L(x,y)=Κ∑k=1rk(x,y)104?cos3γk(x,y)?Ek(x,y),(7)式中r為路面的反射系數(shù),γ為光線與燈桿的夾角,K代表需考慮的路燈展數(shù)。當確定路面的照度分布與亮度分布后,就可以計算平均照度Eav、平均亮度Lav、Q值(Lav/Eav)、亮度總均勻度U0、亮度縱向均勻度UL、照度均勻度E0,也可以方便地計算出眩光因子GTI。通過選取ai,ni值,即不同的照度分布,在使U0,UL,GTI,E0滿足照明標準的前提下,可獲得最高Q值。采用余弦函數(shù)多項式的照度分布具有以下優(yōu)點:易于平衡所有照明參數(shù)、獲得較好的容忍度;自由曲面光學系統(tǒng)可根據(jù)分離變量法設計實現(xiàn);變量ai,ni少,計算速度快。優(yōu)化照度分布以后,根據(jù)分離變量法設計自由曲面透鏡,其配光曲線如圖10(a)所示?？梢钥闯?其與優(yōu)化結果存在較大差別,最大光強角下降約10°,從而導致Q值的降低。經(jīng)5次反饋以后得到的配光曲線如圖10(b)所示,其與優(yōu)化結果接近,光能出射率達到93%,光能利用率為84%。表1為最優(yōu)化的照明參數(shù)、未經(jīng)反饋前仿真得到的照明參數(shù)以及反饋后仿真得到的照明參數(shù)。此種方法已經(jīng)應用于實際新型高效LED道路照明光源中。與國內外公開的同類產(chǎn)品的性能對比表明,新型高效LED道路照明光源在配光分布、能效、眩光控制等方面處于國際較高水平行列。實際道路測試表明,在顯色指數(shù)、照明均勻度和平均照度等均優(yōu)于高壓鈉燈的條件下,比市售高壓鈉燈節(jié)電50%以上,通過在戶外通用照明領域的大規(guī)模應用展示了半導體照明光源在高品質照明和節(jié)能減排方面的優(yōu)勢,為國家“十城萬盞”計劃提供了重要的技術基礎,使我國半導體照明光源制造技術在國際上占有了先機。5led光源的轉化室內照明除了對燈具的色溫、顯色指數(shù)等要求較高外,還要求盡可能消除不舒適眩光。評價不舒適眩光的重要方式之一就是通過計算統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR)。UGR并不是評價某一套燈具的不舒適眩光程度的值,它是一個通過計算與產(chǎn)生眩光有關的各種參數(shù)得到的表征整個照明空間的不舒適眩光程度的值,對于照明各條件已知的情形,可采用UGR評價眩光,但對于燈具本身,UGR可操作性差。提出用光出射度來評價燈具眩光性,如LED光出射度在100lm/mm2,熒光燈光出射度在0.02lm/mm2。半導體照明光源應用于室內照明領域,其光出射度應與熒光燈處于接近的水平。如何將LED點光源高效地轉化為均勻柔和發(fā)光的面光源是目前LED應用于室內照明領域所面臨的挑戰(zhàn)。另外,若LED面光源將多數(shù)LED封閉在內部,加大了替換性難度,增加了維修成本。本課題組的技術方案是利用非成像光學設計具有一體微透鏡結構的散光板,將LED發(fā)出的光均勻地散射成均勻亮度的面光源,并引入模塊化方案,每一個模塊均包含一片散光板、反光杯、LED陣列、外殼以及接頭。從LED陣列發(fā)出的光雜亂地入射至微結構表面[如圖11(a)所示],不可能精確設計微結構曲面,但是鑒于多數(shù)光以小角度入射至微結構表面,可按準直光進行設計,如圖11(b)所示,利用第3節(jié)中的反饋迭代方法消除較大角度入射光的影響。將微結構裁剪為正六邊形,實現(xiàn)無縫拼接[如圖11(c)所示],防止小角度光的泄漏影響散射效果。圖12為最終的面光源樣品,其由4個模塊組成,整燈的光能利用率為88.1%(針對-20°~+20°發(fā)光角的草帽型小功率LED),平均光出射度為0.046lm/mm2,與熒光燈的光出射度處于相同的量級,有效地降低了眩光。6led照明機理高亮度特種照明(如舞臺投光燈)不僅要求光束角窄,而且要求光分布均勻度高、光學系統(tǒng)效率高。常規(guī)功率型LED具有180°朗伯型發(fā)光特性和一定的尺寸(約1mm×1mm),偏離理想點光源,使得同時實現(xiàn)均勻和準直面臨巨大的挑戰(zhàn),已有的解決方案難以兼顧效率、均勻和準直。根據(jù)以上提出的非成像光學系統(tǒng)設計方法,在獲得逼近理論極限的出光均勻性和準直特性的同時,保證了系統(tǒng)的高效率,主要技術創(chuàng)新包括:1)提出了由多個光學曲面構成的多種照度均勻的準直光學系統(tǒng)結構。其一為一體化的均勻準直光學系統(tǒng),通過采用具有旋轉對稱性的、正N邊形的準直透鏡封裝LED芯片,使得LED芯片出射的光經(jīng)過準直系統(tǒng)后以較小的發(fā)散角度出射,形成定向發(fā)射的、正N邊形的面光源模塊;其優(yōu)點還表現(xiàn)在多個正N邊形照明模塊可以實現(xiàn)無縫拼接,從而獲得滿足實際需要的大光通量照明光源。其二為復合式的均勻準直光學系統(tǒng),如圖13所示,LED(121)發(fā)出的光經(jīng)一次光學透鏡(122)與二次光學透鏡(120)的光束整形,均勻準直地從出射平面(123)出射;圖13(b)為通過將(a)制造成六角形,而形成的具有均勻準直特性的可無縫拼接的照明光源模組。通過上述創(chuàng)新,在保證出光均勻性和準直度的前提下,將LED高亮度光源的效率提高到86%以上,已