led城市道路照明灯具二次光学系统的光效分析

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1、2009年8月照明工程学报Aug.2009第20卷增刊ZHAOMINGGONGCHENGXUEBAOVol.20SupplementLED城市道路照明灯具二次光学系统的光效分析11，2钱可元罗毅(1.清华大学深圳研究生院半导体照明实验室，深圳518055;2.清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室，北京100084)摘要:由于白光LED具有很多显著的优点，将其用作城市公共照明设施的替代光源有着许多的优点。然而要真正充分发挥半导体光源的长处，二次光学系统的设计至关重要。本文从系统光效和光场照度分布的角度出发，对各种光学系统的性能特点进行了分析，

2、指出了二次配光设计时应考虑的问题和设计原则。介绍了一种独特的适用于城市道路照明二次光学系统，他能较好的满足城市道路照明的相关标准，并可以灵活地适用于不同的道路情况。关键词:半导体照明;功率型LED;二次光学设计OpticalEfficiencyAnalysisofLEDRoadLightingLuminaiveQianKeyuangLuoYi(1.GronduateSchoolofTshinghuaUniversityshenzhen5180552.DepurtmentofElectrouicEngiheeringofTshinghuaUniver

3、sity，100084)AbstractDuetothewhiteLED＇smanyadvantages，itsapplicationisagoodsubstitutetootherlightsources.Howevertofullyexerttheadvantagesofthesemiconductorlightingsource，thesecondaryopticsdesignisveryimportant.Fromtheperspectiveofthesystemefficiencyandtheilluminationdistributio

4、n，thispaperfocusesontheanalysesoftheopticalcharacteristicsofthesystem，andpointsouttheproblemsanddesignprinciplesthatshouldbeconsideredwhendesigningthesecondarylightdistributiondesign.Wealsointroducedakindofuniquesuitableforroadlightingsecondopticalsystems，whichcanbettersatisfy

5、therelatedstandardsandbeflexiblyappliedtodifferentroadconditions.Keywords:semiconductorlighting;highpowerLED;secondaryopticsdesign近10年来LED技术取得了突飞猛进的发展，白光1引言LED技术的日臻成熟，半导体光源将成为城市道路照明理想的节能光源。这一点已经得到业界越来越近年来，随着我国经济的持续发展和人民生活多地认同。质量的提高，使得城市扩张及农村城镇化进程不断然而现有的LED光源是光强分布近似朗伯源的加快，城市道路建

6、设的发展速度有了质的飞跃，城点光源，单个的功率都在1瓦左右，而道路照明往市道路照明不仅日益受到人们的关注，并且在某种往要求有特定形状的被照光场。因此要组成道路照程度上反映了其所在城市的经济发展状况。明系统，就不能简单地将LED组合一起，这样形成近年来，常规化石能源日趋紧张，石油、煤等的圆形光场将不利于光能的利用，无法满足国家标常规能源价格不断攀升，特别国际油价更达到历史准对整个被照区域光照度均匀性的要求。必需设计高位，造成了能源供应的形势愈加严峻。由于LED特殊的光学系统，设计合理的配光曲线，在满足国光源具有高效、长寿、绿色环保的特点，同时随着家标

7、准对光照度和均匀性要求的前提下，尽量提高22照明工程学报2009年8月能量的利用率。镜)和反射面(灯杯)，使出射光线射向所要求照LED光源的一大优点就是可以方便地附加二次明方向。但在三维非对称情况下，设计方法会复杂［2，3］光学系统，能最大限度地利用LED的光能，满足各得多。种应用场合特定的照度与光强分布。在灯具光学设计中，常用被照平面的照度及照目前有多种LED道路照明的配光方案，形式各度均匀度、灯具输出的光通量、灯具眩光等来评价异，结构与光学处理的方法不同，光学效果和系统灯具光学性能，但在LED照明系统中，照明系统的光效也各不相同，在此对一些主要

8、的设计方案作一光效是一个首先要考虑的因素。分析研究。道路照明系统不同于一般的照明灯具，其被照明的场是一矩形区域。表1为根据