LED路灯配光方案研究

LED道路照明是LED绿色照明的重要应用领域之一.LED路灯配光设计则是其中的一项关键共性技术.对主要应用在次干路、支路的LED路灯的配光特点及配光要求进行阐述,分析现有的典型配光方案,认为基于自由曲面光学元件的配光设计方案具有良好的研究前景.     

LED前照灯模块化设计

以LED近光透镜模组为主要研究对象,采用了投影与自由曲面结合的光学设计,提高了LED前照灯的配光均匀性及法规符合性,并结合配光性能试验证实了LED透镜模组的可行性。同时,建立了LED与散热器形式的热量模型,评估了散热器的表面积与成型工艺对LED透镜模组散热效果的影响。     

低眩光对称式LED路灯光学设计

给出一种低眩光对称式LED照明路灯的光学设计方案。通过对LED路灯的光学结构和灯具配光效果进行研究,利用自由曲面设计出外形类似花生米的LED路灯光学透镜,得到蝙蝠翼型的配光曲线。同时,调整LED单元数量和阵列的排列方式,通过光学模拟软件进行仿真,从而达到低眩光、高均匀的矩形配光。其中平均照度Eav为30.96lx,均匀度Emin/Eav为0.83,出光率为92.3%。     

LED路灯光学设计与分析

本文利用Trace Pro光学设计软件模拟LED路灯两种不同配光方案的光学设计效果,将Trace Pro仿真结果导入至Dialux软件中,模拟两种不同配光方案的实际道路照明效果,并进行比较分析。分析Trace Pro和Dialux所得结果可知,采用花生壳透镜进行一次配光设计的LED路灯设计与花生壳透镜作为二次透镜进行二次配光的LED路灯设计,均能获得蝙蝠翼型配光曲线,进而获得道路照明所需的矩形光场;但是通过Dialux软件模拟两种配光方案的实际道路照明效果发现花生壳透镜作为二次透镜进行二次配光的LED路灯的均匀性更佳,在实际道路照明中更可取。     

实现LED台灯均匀照明的自由曲面透镜仿真设计

针对LED台灯照明区域照度均匀度不足的现状,提出了利用自由曲面透镜实现二次光学配光的方法。基于光源的朗伯光学特性,建立理想LED点光源与照明区域的余弦拓扑关系,并依据Snell定律通过MATLAB编程迭代计算自由曲面的母线。利用Tracepro光学软件仿真分析了光源实际尺寸对配光效果的影响,并探讨了透镜尺寸与配光效果的关系。经仿真优化的自由曲面透镜,实现发光半径2mm的LED光源在台灯要求的照明区域上均匀度（最小值/最大值）达到95%,同时光的利用效率提高20%以上。     

LED路灯灯具的模块化设计研究

本文针对当前LED路灯多采用一体化的集成式结构,在故障维护时或寿命期结束后灯具只能整体返厂维修或更换等所带来的不便,提出了LED路灯模块化思路。通过该模块化思路,LED路灯灯具能够现场快速维护,且多数部件能够循环利用,有效延长LED路灯的生命周期。本文对实现LED路灯的模块化设计中的光学模组提出了几种解决方案,并创新地设计了内曲面光学调制的光学模组。通过实测数据,可以看出此种方法是一种行之有效的LED路灯模块化解决方案。     

大功率LED灯具的配光设计

该文主要讲述了大功率LED光源照明灯具在设计开发中的光学系统的设计思路和方法,说明了二次配光在灯具光学系统设计中的重要性,并且以大功率LED光源的城市照明路灯为例详细介绍了路灯光学系统二次配光设计的步骤和思路,通过对现有技术条件下几种配光应用方案的简单分析,能够使我们初步掌握大功率LED灯具二次光学系统设计中的方法和技巧,并且能够灵活应用这些基本的方法,合理选择比较适宜的LED光源对灯具的配光进行优化设计。同时我们也要认识到目前LED灯具在光学系统技术上的不足和面临的技术上的挑战,我们要共同努力发掘LED灯具的技术潜力以进一步提升我国LED照明产业在国际上地位。     

车船灯具

自由曲面前照灯近光配光的防眩目研究；汽车灯具光学设计浅谈；最新的LED应用汽车灯的应用；[编者按]     

LED光源透镜相关专利简介

1一种LED一次封装自由曲面透镜及其设计方法公开(公告)号:CN102168838A摘要:本发明属于光学透镜领域,具体涉及一种LED一次封装自由曲面透镜及其设计方法。该透镜由平面和自由曲面组成,平面对应于内表面,自由曲面对应于外表面,自由曲面用来实现均与照度和矩形配光。当LED芯片发光面发出光束,经过内表面的折射,入射到一次透镜,再经过自由曲面出射到路面上。自由曲面的形状根据能量守恒定律和照度均匀性要求     

自由曲面光学系统设计中目标面照度分布的优化

以驾驶员视觉光环境需求为约束、以灯具总光通量最小为目标,建立了LED路灯自由曲面光学设计时所需的道路路面照度分布优化模型,利用Lingo软件得到了次干路最佳照度分布,相比与基于均匀照度分布设计的LED路灯节能30%左右。     

基于LED的自由曲面反射器设计软件研究

针对LED自由曲面反射器设计,建立了光学设计模型。根据光学设计模型,编写了自由曲面反射器设计软件。利用圆形照度均匀分布和矩形照度均匀分布自由曲面反射器设计实例对软件算法进行了验证,其中圆形被照面的照度均匀度达到了0.92,矩形被照面横向照度均匀度达到了0.9,纵向照度均匀度达到了0.8。软件计算时间少于1s,算法是高效可靠的。本软件可用于道路照明、投影设备、重点照明和汽车前照灯等非成像光学设计领域。     

用于道路均匀照明的LED自由曲面透镜设计

鉴于LED在道路照明应用中的复杂性和特殊性,以非成像光学为基础,提出了一种新颖的用于道路均匀照明透镜设计方案。运用微分几何原理,建立自由曲面面型的一阶拟线性双曲型偏微分方程,并在matlab中进行数值求解,将所得面型数据导入SolidWorks中建立透镜模型,该透镜将LED朗伯分布转化为道路照明所需的蝙蝠翼分布。通过Tracepro对所建透镜进行光线追迹,结果表明10m处目标面的整体均匀度在85％以上,能量利用率为89．2％。在对扩展光源配光时,该光学系统仍保持较好的照明效果,不仅有效照明区域符合预期,且照度均匀度优于0．80。用DIALux模拟该透镜组成的5＆#215;10式模组的路灯系统的照明效果,结果显示路面照度均匀度达0．83,符合国家标准。     

LED路灯专用的小炫目高效LED光引擎

针对目前LED路灯和LED隧道灯普遍存在的较严重的炫目问题,介绍了一种LED路灯专用的小炫目高效LED光引擎,其实质是小功率的狭光束发散角投光灯具,既可轻易实现路灯下矩形路面的均匀照度,又可以解决一般LED路灯现存炫目的问题。     

汽车照明系统的设计及超精密自由曲面加工技术

随着汽车产业的高速发展和市场的激烈竞争，现代汽车照明系统对发光效率、安全性能、以及美观的要求也越来越高。汽车照明中的自由曲面反射镜及LED照明系统的设计和加工是至关重要的。有别于传统光学系统的设计，汽车照明系统的非成像光学的设计是个多学科、复杂的过程。设计结果的好坏直接影响到照明系统的发光效率、能耗、以及汽车的安全性能。随着光学系统设计和超精密加工技术的进步，越来越多的光学元件采用了非球面以及自由曲面，汽车照明系统的效率以及性能得以极大的提高。本文阐述了汽车照明的非成像光学系统的设计和超精密加工技术。     

LED道路灯具照明性能测试技术研究

概述了几种常见道路照明测试技术及方法的特点,针对新型LED道路灯具的配光特性,重点介绍了一种简便、高效的单灯实测合成测试方法。通过对实际测试案例进行不同测试方法所得数据的比对分析,论证了单灯实测合成方法的可行性和科学性,对LED道路照明灯具的开发及相关测试技术的研究有一定借鉴意义。     

LED平面光源路灯的配光及道路照明计算

LED平面光源是LED应用于照明领域的新型封装产品,文中针对LED路灯配光成本过高问题,提出了一种将灯壳的防护、散热功能和配光结合在一起,几乎不增加成本的LED平面光源路灯的配光方案,给出了对应的路面照度的计算方法,并结合实例利用excel的宏调用功能模拟计算道路的照明效果。应用这些方法,可以在给定道路和布杆情况下模拟确定最适宜灯具的参数,同时也可以为道路照明设计提供参考。     

LED光源及灯具能效等级评定方法研究

要提高LED光源及灯具的能效,应根据实际照明环境,对灯具进行最优化的配光设计,在满足照度要求的情况下降低功率密度,达到较好的节能效果。通过对不同配光的LED路灯的照明效果比较、以及LED路灯与高压钠灯的照明效果比较,验证了灯具配光曲线的设计对实现整个照明系统高能效的作用,给出更准确的LED光源及灯具能效等级评定方法。