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1、一種利用自由曲面透鏡LED路燈配光設(shè)計(jì)和探究摘要：隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展，LED路燈應(yīng)用日益廣泛。其二次配光設(shè)計(jì)對(duì)LED路燈照明具有重要的作用。LED路燈應(yīng)用中，為了使其照度和照度均勻度滿足一定的要求，設(shè)計(jì)采用了自由曲面透鏡的二次配光。根據(jù)折射定律、目標(biāo)照明面光分布和照度均勻建立自由曲面的方程，數(shù)值法求得面型數(shù)據(jù)并導(dǎo)入建模軟件擬合成透鏡實(shí)體，對(duì)利用自由面透鏡配光的LED及LED路燈進(jìn)行了光線追跡仿真及分析。結(jié)果表明基于自由曲面透鏡的LED路燈具有較好的照度、亮度和均勻度。關(guān)鍵詞：二次配光；自由曲面；照度均勻度；
2、LED路燈中圖分類號(hào)：TN31；043文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.3969/j.issn.10055630.2012.02.014引言LED（發(fā)光二極管）作為光源的照明，具有節(jié)能、高效、環(huán)保及壽命長(zhǎng)的顯著優(yōu)勢(shì)，是全球最具發(fā)展前景的高新技術(shù)領(lǐng)域之一[1]。由于LED為小光源，適合于配光以及二次光學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，所以能較準(zhǔn)確控制出射光線方向，提高光利用率、照度均勻度，能有效防止眩光、光污染等。目前，LED路燈的光源為朗伯發(fā)光體，與傳統(tǒng)光源存在很大差異，所以需根據(jù)LED特點(diǎn)來進(jìn)行配光設(shè)計(jì)，提高LED路燈的性能。同時(shí)，LED
3、光源直接用于照明，光斑中心點(diǎn)處很亮四周較暗，路面照度均勻差，出射光線在路面上利用率低，不能滿足道路照明設(shè)計(jì)的要求，這就需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的二次配光。文中采用自由曲面透鏡對(duì)LED路燈進(jìn)行二次配光，可將大部分出射光分布在照射區(qū)域提高光利用率，LED光源在目標(biāo)平面上可均勻照明[24],并以此組成LED模組使光線足以覆蓋道路，將LED模組弧形排列并適當(dāng)調(diào)整弧度，使得LED路燈光線在道路方向上形成矩形分布[2,5]o1自由曲面透鏡設(shè)計(jì)LED路燈多用于支路、次干路，文中以在支路上的LED路燈為例來設(shè)計(jì)LED路燈的配光。LED路
4、燈采用雙側(cè)對(duì)稱布置方式，安裝位置高度10m、燈間距20m、道路寬度14m,所以單側(cè)設(shè)計(jì)LED路燈需在路面上產(chǎn)生長(zhǎng)20m、寬7m的長(zhǎng)方形光斑，并有良好的照度均勻度。以單粒LED在照明區(qū)域上形成均勻分布的圓形光斑為單位，設(shè)計(jì)自由曲面的透鏡[3,4]。光源發(fā)出的光線經(jīng)過透鏡的折射到達(dá)照明面，根據(jù)Snell定律、向量運(yùn)算、照度均勻及能量守恒定理可以得到方程組，其解即為自由曲面的面形數(shù)據(jù)。3結(jié)束語文中探討了一種用于LED路燈配光的方法，并設(shè)計(jì)了用于LED路燈均勻照明的自由曲面透鏡，以其作為二次配光元件設(shè)計(jì)LED透鏡模組和L
5、ED路燈。經(jīng)過對(duì)LED路燈仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)照度均勻度進(jìn)行了分析，該LED路燈的照明設(shè)計(jì)結(jié)果符合道路照明設(shè)計(jì)要求。基于自由曲面的LED路燈配光設(shè)計(jì)方案,具有較好的發(fā)展前景。隨著LED照明技術(shù)的發(fā)展，LED路燈的應(yīng)用將更廣泛。參考文獻(xiàn)：[1]方志烈?半導(dǎo)體照明技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：285-287.[2]蔣金波，杜雪，李榮彬.LED路燈透鏡的二次光學(xué)設(shè)計(jì)介紹[J].照明工程學(xué)報(bào)，2008,19(4)：59-65.[3]WUD,WANGK,LIUS.Freeformlensdesignforunifor
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