光学设计 第14讲 LED灯具光学.ppt

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1、灯具光学设计基础五邑大学应用物理与材料学院灯具光学设计1、室内照明灯具光学系统2、室外照明，LED路灯3、汽车照明4、交通信号灯5、手机应用灯具光学系统6、LED景观照明6、显示屏室内照明灯具光学系统LED日光管系列LED球泡灯系列LED射灯系列LED筒灯系列LED天花灯系列LED面板灯系列日光灯光扩罩透光率达到92%，一般产品只能达到85%射灯射灯是一种高度聚光的灯具，它的光线照射是具有可指定特定目标的筒灯筒灯是一种相对于普通明装的灯具更具有聚光性的灯具，一般是用于普通照明或辅助照明。LED道路照明2008年12月，科技部高新司提出了开展“十城万盏”

2、LED应用试点示范城市。1、十城万盏经济效益：环境效应2、LED道路照明基础目的：为驾驶者和行人提供良好的视觉条件特别是为机动车驾驶者提供安全的视觉条件道路照明现状高压钠灯和金属卤化物灯缺点：灯具直接照射的方向上照度高，存在过度照明的现象此类灯具反射器的效率仅为：50-60%，总体效率低，不超过70%3、道路照明的质量评价1）路面平均亮度：2）路面亮度均匀性：最小亮度/平均亮度3）眩光控制水平:4）环境照明系数:环境亮度对驾驶员的影响5）视觉引导性：1）亮度光源在单位面积上的发光强度亮度均匀性：亮度均匀性：纵向亮度均匀性：2）眩光控制失能眩光不舒适眩光

3、3）视觉引导性：利用灯饰、灯杆位置、颜色特性引导驾驶员认知前方道路方向国际照明委员会（CIE）机动车交通道路照明标准3、道路照明标准不同等级道路照明标准等级所有道路较小交叉路口的道路带人行道的道路平均路面亮度整体均匀度车道平均亮度环境照明系数M120.40.70.5M21.50.40.70.5M310.40.50.5M40.750.4-----------M50.50.4----------级别道路类型路面亮度路面照度眩光限制环境比SR最小值平均亮度(cd/m2)总均匀度纵向均匀度平均照度Eav(lx)均匀度Ⅰ快速路、主干路1.5/2.00.40.72

4、0/300.4100.5Ⅱ次干路0.75/1.00.40.510/150.35100.5Ⅲ支路0.5/0.750.4—8/100.315—机动车交通道路照明标准值我国道路照明标准道路交汇区平均照度表交汇区类型路面平均照度（lx）照度平均值眩光限制主干道与主干道交汇30/500.4在驾驶员观看灯具的方位角上，灯具在80度和90度高度方向上的光强分布不得超过30cd/1000lm和10cd/1000lm主干道与次干道交汇主干道与支路交汇次干道与次干道交汇20/30次干道与支路交汇支路与支路交汇15/20人行道照明标准夜间行人流量区域路面平均照度（lx）路面

5、最小照度（lx）最小垂直照度（lx）流量大的道路商业区207.54居住区1032流量中的道路商业区1553居住区7.51.51.5流量小的道路商业区1032居住区511节能指标隧道灯道路分段计标准车速Km/h引入段适应段过渡段距离/m亮度Cd/m2距离/m亮度Cd/m2距离/m亮度Cd/m28040804080-464046-4.56025503050-303030-2.34015302030-202020-1.520及以下11.01.0隧道灯区段照明长度及路面最低亮度4、LED在道路照明中的优势及难点1）光效高、能耗低2）瞬时启动3）寿命长4）显色性

6、好5）便于光学设计6）便于调光控制7）总成比低LED路灯与高压钠灯对比项目功率/W总功率/KW平均寿命/h年用电量/万度年换灯费用/万元年运营费用/万元5年运营费用/万元LED路灯7512500005.5405.5427.7高压钠灯路灯19030.45000171.622.61132.4Km长的道路，宽9m，使用8m高的路灯照明，共160个路灯，150W高压钠灯和60WLED路灯照明。安装初始成本：LED：51.2万元，钠灯：9.6万元5、LED道路照明配光配光分布：一次光学+二次光学多颗LED均匀排列，再在此基础上配光将LED分成几个模块，每个模块以

7、一定的角度组合单个LED上配二次光学透镜或者反光杯现有LED路灯问题2009年深圳市对27家企业27个型号的LED路灯进行了测试。在27盏LED路灯中，在平均照度方面，大约有93%的产品达到《城市道路照明标准》对次干路的要求，而所有路灯均未达到主干路的标准；另外，在照度总均匀度方面，只有22%的LED路灯达到了道路照明对主次干道的要求。从上述测试可以看出，现有的国内LED路灯只能初步满足道路照明标准对次干道的要求，离符合主干道的所要求的各项光学指标还有一段距离。例：路灯设计自由曲面透镜的设计：结合边缘光线原理及曲面控制网格的节点法线矢量的匹配法，使配光

8、曲线呈蝙蝠翼分布，符合道路照明标准。一次光学透镜做配光：随着封装技术和精密注塑成型技术的进步，