LED道路照明光學(xué)系統(tǒng)及光能分布的研究.pdf

1、本文對(duì)發(fā)光二極管道路照明燈具的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了探討和研究。利用光學(xué)機(jī)構(gòu)仿真軟件LightTools對(duì)LED進(jìn)行光學(xué)建模。在此基礎(chǔ)上展開(kāi)LED的二次光學(xué)設(shè)計(jì)，旨在提高道路表面的光強(qiáng)分布均勻性。 進(jìn)入21世紀(jì)，發(fā)光二極管因其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越受到廣泛的重視和應(yīng)用。目前市場(chǎng)上的LED道路照明燈具，光學(xué)性能較差，不能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。本論文的目的是針對(duì)LED節(jié)能型道路照明燈具進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)，采用合理的外光學(xué)系統(tǒng)，改善燈具的光照分

2、布性能，使得燈具的照度分布滿(mǎn)足要求的同時(shí)，保證照明器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。 本文詳細(xì)介紹了道路照明燈具的光學(xué)特性、道路照明的指標(biāo)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)照明設(shè)計(jì)方法和照明設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了分析。利用仿真軟件模擬路面的光照度分布，比較不同形式的非成像光學(xué)組件對(duì)于LED道路照明燈具光學(xué)性能的改善，分析其特性。基于菲涅爾透鏡的原理，提出一種具有菲涅爾透鏡微結(jié)構(gòu)特征的散射元件，并根據(jù)模擬出的路面光強(qiáng)分布分析其性能，通過(guò)比較各種元件組合方式的優(yōu)劣，最終

3、給出一個(gè)比較合理的光學(xué)系統(tǒng)以提高邊緣路面的光照度。 在仿真設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，加工出散射元件，并從元件夾角和道路邊緣照度方面進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。結(jié)果表明，設(shè)計(jì)出的散射元件能夠改善燈具的光照分布性能，改善路面照度的均勻度。為進(jìn)一步提高燈具的光照分布性能，本文采用反射元件與LED照明系統(tǒng)結(jié)合的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示反射板可以提高對(duì)光能的利用并能夠增加邊緣路面的照度。最后，在以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了將反射板與散射元件結(jié)合的LED照明光