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LED路灯光学设计及优化技术的研究

作　者: 陈加琦
导　师: 邹念育
学　校: 大连工业大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: LED 路灯二次光学透镜配光曲线
分类号: TM923.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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引　用: 2次
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内容摘要

LED作为一种绿色环保的新型照明光源，在照明领域具有广泛的应用前景。随着我国“国家半导体照明工程”的启动以及“十城万盏”半导体照明应用示范工程的实施，LED光源尤其是LED路灯步入了发展的黄金时期。传统路灯一般是采用高压钠灯或金卤灯，具有光色偏低、照度不均匀等缺点，容易形成明暗相间的光斑，影响道路照明效果。而LED具有光色可控、体积小、可自由安装、便于二次光学设计等优点，如何利用LED对传统光源的优势，设计出具有良好照明效果的LED路灯，具有十分重要的意义。本文围绕道路照明需要满足的条件，基于LED光源的特点，利用光学设计软件和配光曲线分析软件，设计并优化出了一种能精确改变LED配光的二次光学透镜，达到了良好的照明效果。本文的主要工作包括：1、总结了国内外关于道路照明的发展现状和动态，并且对道路照明标准进行调查与解析，分析了道路照明的特点和需要达到的照明目标。2、介绍了路灯的布灯方式，给出了实际的道路照明参数测试方法；针对特定的道路条件，选取了一款合适的LED光源，测量了配光等参数；分析了光源的配光特性，并基于照明目标找到了需要修改的参数和修改方向。3、基于配光曲线映射原理，运用透射光学设计手段，根据单颗LED的参数设计了对应的二次光学透镜；实现了将LED的郎伯型配光转换为蝙蝠翼型配光，将圆形光斑转换为矩形光斑，同时实现了很高的光输出效率。4、利用照明设计软件TracePro对设计的透镜进行追迹分析，得出了实际的配光曲线；利用DIALUX对配光曲线进行了分析，并对照配光目标，通过改变透镜面型和优化透镜结构，最终实现了照明目标。5、分析了构成实际路灯的其它主要因素，并结合光学设计总结出了生产实际路灯时要注意的问题。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外发展现状与动态  9-11
  1.3 研究内容及论文构成  11-12
第二章 LED 路灯设计整体考虑  12-23
  2.1 LED 路灯的构成要素  12-14
  2.2 LED 路灯光学设计分析  14-15
    2.2.1 路灯安放及道路条件  14-15
    2.2.2 设计评价及优化方向  15
  2.3 LED 路灯的散热考虑  15-19
  2.4 LED 路灯的结构考虑  19-20
  2.5 LED 路灯的驱动设计  20-21
  2.6 LED 路灯的整体构建  21-23
第三章 LED 路灯透射式光学设计  23-40
  3.1 透镜理论分析  23-27
    3.1.1 透镜设计方法  23-24
    3.1.2 透镜配光原理  24-25
    3.1.3 数学理论推导  25-27
  3.2 LED 选型  27-30
    3.2.1 LED 通用结构分析  27-28
    3.2.2 商用 LED 的分类及规格  28-29
    3.2.3 选用的型号及原因  29-30
  3.3 开发流程  30-34
  3.4 光学透镜设计  34-36
  3.5 软件建模  36-40
第四章 LED 路灯的模拟仿真  40-53
  4.1 LED 路灯系统构建  40-43
  4.2 追迹仿真  43-44
  4.3 仿真结果分析  44-51
  4.4 设计总结  51-53
第五章结论与展望  53-55
  5.1 结论  53-54
  5.2 展望  54-55
参考文献  55-57
攻读硕士学位期间发表的论文  57-58
致谢  58

LED路灯光学设计及优化技术的研究

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