自19世纪末,电能被广泛地应用于照明领域后,电光源技术便经历了几次具有代表性的技术革命,人们相继发明和制造了白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯等,而最近研制成功的发光二极管(LED)由于其光电转换效率高、色温稳定、体积小、寿命长、节能环保等优点而被人们称为电光源技术的第四次革命。目前,发光二极管(LED)广泛地应用于大面积图文显示全彩屏、状态显示、标识照明、信号灯、背光源显示、汽车组合尾灯头灯及车内照明等领域。菲涅尔透镜是通过去掉球面镜中对光线偏折没有作用的透镜材料,而保持球面曲率半径不变而得到的,从而大大简化了菲涅尔透镜结构,同时也因其体积小、重量轻、透光率高、加工方便、价格便宜等多方面的优点而在放大镜、准直器以及太阳能聚光器等方面得到了广泛的应用。本文将大功率LED光源与菲涅尔透镜相结合设计了一款总功率为3W的LED射灯。利用菲涅尔透镜各环带焦距的分立性,可以改变各环带的折光效果,使通过各环带的光在观察区域进行叠加实现投光效果的优化与改善,达到了投射距离3m,投射区域为直径1m的圆形区域的设计要求。本文借助光学设计软件Tracepro对所设计LED射灯的光效进行了数值模拟,考察了该射灯的投光效果、安全性和加工误差等特性,结果表明本文的设计是高效、安全和可靠的。