一种利用自由曲面透镜的LED路灯配光设计与研究.pdf

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1、第34卷第2期2012年4月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSVoL34，No．2April，2012文章编号：1005—5630(2012)02—0072—04一种利用自由曲面透镜的LED路灯配光设计与研究*罗元，毛建伟(重庆邮电大学光电工程学院，重庆400065)摘要：随着半导体照明技术的发展，LED路灯应用日益广泛。其二次配光设计对LED路灯照明具有重要的作用。LED路灯应用中，为了使其照度和照度均匀度满足一定的要求，设计采用了自由曲面透镜的二次配光。根据折射定律、目标照明面光分布和照度均匀建立自由曲面的方程，数值法求得面型数据并导入建模软件拟合成透镜

2、实体，对利用自由曲面透镜配光的LED及LED路灯进行了光线追迹仿真及分析。结果表明基于自由曲面透镜的LED路灯具有较好的照度、亮度和均匀度。关键词：二次配光；自由曲面；照度均匀度；I。ED路灯中图分类号：TN31；043文献标识码：Adoi：10．3969／j．iSsrL1005—5630．2012．02．014Desi皿andresearchofLEDstreetl锄plightdistributionusingfteefomlensLUiDYim咒，^似0，i口7z议Jgi(Sch001of0ptoelectronicEngineeriTlg，ChongqingU

3、niversityofPostandTeleco蛳unication，Chongqing400065，China)Abstmct：Withthedevelopmentofsemiconductorlightingtechnology，moreandmoreLEDstreetlaInpisapplied．ThedesignofsecondaryhghtdistributionplaysanimportantroleinLEDstreetlamplighting．IntheapplicationofLEDstreet1amp，inordertomaketheillumin

4、ationandthemuminationuniformitymeetcertainrequirements，freeformsurface1ensisusedinthedesignofsecondarylightdistribution．Accordingtothelawsofrefraction，thelightdistributioninthetargetlightingareaandtheilluminationuniformity，theequationoffreeformsurfaceisestablished．Thedataoffreefo加1surfa

5、cecanbeobtainedbynumericalmethod，andthecoordinatedataisinlportedintosoftwaretogeneratethefreeformsurfacelensentity．The1ightdistributionofLEDandLEDstreetlampusingfreefomlensissimulatedandanalyzed．TheresultsoflightingsimulationandanalysisshowthatLEDstreet1ampbasedonfreefomsurface1enshasgo

6、odillumination，1uminanceanduniformity．Key、】Irords：seconda巧lightdistribution；f拍efomsurface；i11urninadonunifonnity；LEDstreet1aITlp引言LED(发光二极管)作为光源的照明，具有节能、高效、环保及寿命长的显著优势，是全球最具发展前+收稿日期：20u一10—07基金项目：重庆市科委资助项目(cSl℃2009Ac4187)作者简介：罗元(1972)，女。湖北宜昌人，教授，博士，主要从事信息光学等方面的研究。第2期罗元，等：一种利用自由曲面透镜的LED路

7、灯配光设计与研究·73·景的高新技术领域之一[1]。由于LED为小光源，适合于配光以及二次光学优化设计，所以能较准确控制出射光线方向，提高光利用率、照度均匀度，能有效防止眩光、光污染等。目前，LED路灯的光源为朗伯发光体，与传统光源存在很大差异，所以需根据LED特点来进行配光设计，提高LED路灯的性能。同时，LED光源直接用于照明，光斑中心点处很亮四周较暗，路面照度均匀差，出射光线在路面上利用率低，不能满足道路照明设计的要求，这就需要对其进行相应的二次配光。文中采用自由曲面透镜对LED路灯进行二次配光，可将大部分出射光分布在照射区域提高光利用率，LE