导光柱是一种以最小损耗将LED光源发出的光传输到距离该光源一定距离的一个点的装置，光通过该导光柱的内壁反射进行传输。导光柱通常采用光学材料制成，如PC、PMMA、玻璃等。

导光柱设计首先要考虑以下3个问题：

1.有效的光通量耦合，以保证LED灯发射出的光线以最小的损耗进入导光柱内部;

2.如何将光线通过导光柱传输到输出端;

3.如何让光线以最小的损耗从输出端射出。

首先我们讨论第一个问题，如何保证有效的光通量耦合?

当LED在导光柱的外部，并且与导光柱之间有空气间隙时光线的耦合和捕获效率事极低的，绝大部分LED产生的光都是损失掉。在这样的结构设计下只有小于10%的光通量被耦合进导光柱内。见下图1.

图1

我们还可以采用一个凸透镜将LED输出的光线聚焦后耦合到导光柱内，聚焦后的光线刚好与导光柱输入端相匹配的话，会有80%左右的光线被耦合进导光柱内。但是这样的设计需要精确控制透镜与LED和导光柱之间的距离以保证正确的焦距，这无疑会增加产品的成本。如下图2。

图2

导光柱最佳最有效的设计就是将LED固定到导光柱的内部，LED发出的所有光线会直接进入导光柱内部。考虑到LED与导光柱之间存在空气间隙而产生的菲涅尔损耗，光线捕获率可以达到92%，不过这在实际产品也足够了。这种设计推荐应用在圆顶封装的LED和微型LED上。如下图3。

图3

另外，导光柱表面的光滑程度是导光柱正常工作的重要保证，越光滑的表面，光线才能在导光柱内产生完全内反射。侧壁也可以涂上反光涂料帮助光线在导光柱内传送。同时，导光柱的入口应当光滑，并与LED外形匹配以保证高校的捕获LED的光线，保证光线以最小的反射和散射进入导光柱内部。

对于贴片LED其发光区域是平坦的表面时，导光柱的输入端可以做成光滑的与LED表面平行的平面，导光柱输入端尽量接近LED以提高光通量耦合效率，导光柱的输入端要比LED发光面略大以保证捕获更多的光线。如下图4。

图4

当导光柱需要弯曲成直角时，为了减小光线的损耗，弯曲半径应当大于或等于导光柱截面直径的2倍，光线会沿着光滑的弯曲面反射而没用损耗产生。当导光柱截面为方形且需要90°转角时，则可以在转角处增加一个45°的反射斜面来改变光线的传输方向。如下图5。

对于导光柱的设计我们就介绍到这里，下一章节我们会介绍到导光圈和导光板的设计。