基于非成像光学理论，根据固体照明光源LED特性，开展了车用照明准直光学镜头的优化研究。以非成像光学的理论为基础，从现有准直透镜结构出发，建立了简化的LED准直照明结构模型，并利用光学仿真设计软件Zemax对简化的模型进行了优化设计；利用三维建模软件SolidWorks建立准直结构模型，导入光学仿真软件TracePro中进行仿真分析并进一步优化，优化后的准直透镜光能利用率提高了6%；根据优化结果开模制作准直结构样品；最后，建立测试系统，开展优化前后透镜的光学性能对比测试。研究结果表明，5 m处中心最大光强提高了约128%，在相同照度(50 lx)处照射面积提高了约25%。