LED照明产品光学设计.ppt

《LED照明产品光学设计.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、LED照明标杆产品光学设计中山大学半导体系统研究中心佛山市中山大学研究院研发部部长罗滔内容提要2、光学设计案例讲解1、LED路灯光学结构演变历程内容提要2、光学设计案例讲解1、LED路灯光学结构演变历程道路照明灯具形态发展轨迹单颗小功率LED集成单颗大功率LED单颗大功率LED+聚光型透镜靠灯体结构倾斜+聚光型透镜配光单颗大功率LED+矩形配光透镜/反射杯基于单管LED的模块化模组基于集成封装的模块化路灯配光类型无配光聚光圆形配光依靠灯体结构配光透镜矩形配光亮度均匀配光光源形态小功率LED单管大功率LED集成封装大功率LED灯具形态LED道路照明：从小功率LED到大功

2、率LED出现的问题：配光问题LED路灯配光的意义未经配光的LED路灯为琅勃分布，大部分光被浪费未经配光，无法达到道路照明设计规范中的照度均匀度要求LED道路照明：从无配光到蝙蝠翼配光几类完成蝙蝠翼配光的方案弯曲面板拼接：光线控制能力弱眩光严重散热不均衡平面+光学结构：光线控制能力强眩光小散热条件统一新的问题：照度均匀但看上去不均匀经测试，照度均匀性达到0.68；不过人眼和照相机看到的是如此景象路面照度：路面点单位面积接收的光通量路面亮度：从路面点反射到人眼的光锥亮度路面照度和路面亮度的关系照度：P=dΦ/dS亮度：L=dφ/dΩ/dS微元面积dSdΩ接收光通量：dΦ人

3、眼接收光通量：dφ《城市道路照明设计标准》的两种评价体系《城市道路照明设计标准》对机动车交通道路照明的要求亮度评价体系指标平均亮度Lav总均匀度U0纵向均匀度UL照度评价体系指标平均照度：Eav照度均匀度UE亮度指标——人眼的直观感受的指标驾驶员行车作业时，眼睛直接感受到的是路面亮度不是照度国际照明委员会和大多数国家以亮度为依据制定道路照明规范在有条件进行亮度计算和测量的情况下，应以亮度为准平均亮度低总均匀度差纵向均匀度不好测量点最小间距小于5米，则亮度计：垂直视场角<2’水平视场角2’~20’路面亮度的测量γβα1.5m1/4车道60～160mP计算“检测”路面亮度

4、的方法随着经济和全球科技的发展，亮度评价系统可能也应该普遍成为评测道路照明设计的标准采用理论计算的方法“检测”路面亮度：利用灯具的等照度线或配光曲线，计算得到灯具在某种路面和排布的亮度分布，指导灯具安装和光学系统的改进路面亮度的决定因素由路面照度和亮度系数决定：亮度系数q：路面某一点亮度与该点照度的比值反映了路面的反射特性：散射角分布，路面反射率“城市道路照明设计标准”附录给出水泥、沥青路面的亮度系数人眼接收亮度：L路面照度：P亮度系数的转换与计算“设计标准”的亮度系数表简化亮度系数：无法直接使用，需要处以一个系数n转换转换系数n的计算：决定条件：平均亮度系数Q0计算

5、公式：计算结果：亮度系数q(β,γ)=系数表数值/1000/cos3γ/n水泥路面（Q0＝0.1）：n=9.457沥青路面（Q0＝0.07）：n=7.522γβ亮度分布计算流程单盏路灯的照度分布路面亮度分布实例：某路灯的亮度分布转化测量悬挂高度：2.4m有效照射面积比例：高：宽：长=1:1.2:3.5某LED路灯测试照度等高线安装路面s=1.5mH=11.5mα=23°L=35m3.75m5m路面特性：水泥混凝土灯具排布参数检测点排布及距离平均照度：15.6lux照度均匀度：0.68达到“行业标准”照度评价系统对快速路的要求路面的照度分布21.220.315.116.

6、515.415.220.921.217.816.514.017.521.114.717.517.810.710.611.212.813.612.010.710.7灯具在路面的照度分布计算结果(单位：lux)平均亮度Lav：1.49（cd/mm2）总均匀度U0：0.56各车道纵向均匀度UL：UL1＝0.70，UL2＝0.51，UL3＝0.59结论：在高照度均匀性下，亮度均匀性和纵向亮度性都不一定达到标准换算的路面的亮度分布1.721.731.422.022.031.591.781.731.441.391.322.212.581.421.451.440.850.921.1

7、31.391.431.120.840.85灯具在路面的亮度分布计算结果(单位：cd/mm2)LED道路照明：从照度均匀到亮度均匀改变配光特性，才能从照度均匀到亮度均匀当最大光强角度从60度左右增加到67度以上，可以达到了道路的亮度均匀性和纵向均匀性要求灯具形态发展趋势：一体式灯具到模块化灯具一体式灯具模块化灯具模块化——必然趋势：成本优势模块化大大减小了模具成本（不同瓦数的灯具不需另外开模具）物料成本更低（同样散热面积的多个模组总物料质量小于一体式整灯）小型模组加工方便，加工成本更低有助于大幅降低备料风险综合成本=灯具制造成本+维护成本+可靠性风险成