全反射型LED路燈透鏡光學(xué)設(shè)計(jì)

LED路燈透鏡的二次光學(xué)設(shè)計(jì)介紹 (2)

LED路燈透鏡的二次光學(xué)設(shè)計(jì)介紹

為了實(shí)現(xiàn)道路照明所要求的矩形光斑分布,以滿足led路燈照明系統(tǒng)的要求,依據(jù)光源特性和路面的光斑分布,通過折射定律建立透鏡母線的斜率方程,根據(jù)該方程設(shè)計(jì)了用于矩形光斑分布的led路燈透鏡,采用正交優(yōu)化方法,利用lighttools軟件對所設(shè)計(jì)的透鏡光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行仿真比較研究,得到了一個矩形光斑分布的光學(xué)透鏡。仿真結(jié)果表明,該透鏡光學(xué)系統(tǒng)在高度為10m的照射條件下,照射面積為40m×10m的矩形光斑,均勻度為0.31。對有光斑尺寸要求的led路燈透鏡來說,該方法提供了一種簡單有效的設(shè)計(jì)途徑。

LED照明的透射_全反射型復(fù)合曲面二次光學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)

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led的二次光學(xué)元件設(shè)計(jì)對led路燈的配光及光學(xué)輸出效率至關(guān)重要。文章針對大功率led在路燈上的應(yīng)用,基于選定的led進(jìn)行了一種用于led路燈的自由曲面二次光學(xué)透鏡的設(shè)計(jì),并采用光學(xué)軟件進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,采用非對稱自由曲面二次光學(xué)元件可以實(shí)現(xiàn)led路燈的矩形配光,采用這種led模組組成的路燈便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電源安裝,不同功率的led路燈只需要增加不同數(shù)量的led模組即可。此種設(shè)計(jì)可以在很大程度上提高led路燈的效率,提高路面照明的均勻度。

LED路燈自由曲面二次光學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)

半導(dǎo)體發(fā)光二極管(led)的發(fā)光效率高、壽命長等優(yōu)點(diǎn),使其成為目前道路照明中的應(yīng)用趨勢。針對led在道路照明上的應(yīng)用,為獲得路面上均勻的矩形配光效果對選定的led進(jìn)行自由曲面二次光學(xué)透鏡的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出符合城市道路照明標(biāo)準(zhǔn)的led路燈配光方案,使led模組直接實(shí)現(xiàn)矩形配光?？紤]封裝后led的實(shí)際配光曲線應(yīng)用網(wǎng)格對應(yīng)法利用計(jì)算軟件標(biāo)定自由曲面二次光學(xué)透鏡的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)坐標(biāo),對透鏡結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。

LED路燈光學(xué)設(shè)計(jì)

led路燈透鏡、路燈透鏡、路燈玻璃透鏡、玻璃透鏡、偏光路燈透鏡、花生透鏡 led路燈玻璃透現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于路燈照明行業(yè)，因?yàn)閘ed光源發(fā)出的光強(qiáng)曲線為朗博曲線，所起不經(jīng)過光學(xué)玻璃透鏡的 處理達(dá)不到公路照明的效果。通常led路燈的光斑為矩形光斑，所以透鏡必須將圓形光斑處理成矩形光斑。現(xiàn)在先進(jìn) 的光學(xué)模擬軟件結(jié)合三維設(shè)計(jì)軟件可以很好的解決這一問題，通過三維軟件的曲面成型，導(dǎo)入tracepro中進(jìn)行光學(xué)模擬， 進(jìn)行交互式設(shè)計(jì)。最終達(dá)到想要的效果。 如下為某款路燈透鏡的設(shè)計(jì)流程 1、依據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步設(shè)計(jì)出透鏡的自由曲面完成這一部的設(shè)計(jì)時，要求操作者有相當(dāng)高的前期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，熟知曲面的設(shè)計(jì) 流程。 2、將初步設(shè)計(jì)的透鏡自由曲面導(dǎo)入光學(xué)軟件進(jìn)行模擬。這一步，最關(guān)鍵的當(dāng)是有準(zhǔn)確的led路燈光源。 3、做出初步的光強(qiáng)曲線，分析和理想效果的差異。 4、重新設(shè)計(jì)led路燈透鏡的外形。 5

led路燈透鏡設(shè)計(jì) 二次光學(xué)是直接決定led路燈的輸出效率、配光分布、均勻度及眩光程度的重要環(huán)節(jié)。綠 色環(huán)保的城市道路照明要求led路燈產(chǎn)生正好覆蓋馬路的長方形的光斑，對馬路之外的其 他地方譬如居民樓和建筑物的光污染盡量的少。xy非軸對稱的自由曲面二次光學(xué)的配光設(shè) 計(jì)，是實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的最好的方法。使得在單個透鏡模組上就可以完成高效率長方形的輸出光 斑、蝙蝠翼形的遠(yuǎn)場角度分布、以及實(shí)現(xiàn)截光設(shè)計(jì)。整個燈頭的結(jié)構(gòu)變得非常的簡潔，只要 將這些完成配光設(shè)計(jì)的led透鏡模組，按照同一個方向排列在一塊平面的pcb板上即可， 簡化了led路燈的機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱管理、以及電源控制的排布。本文介紹了一種全反射型 的二次光學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)，該透鏡可以實(shí)現(xiàn)很高的輸出光效率、蝙蝠翼形的配光曲線分布、以 及較均勻的長方形光斑。 1.技術(shù)背景l(fā)ed固態(tài)半導(dǎo)體照明技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)的戰(zhàn)

led道路照明光源的配光 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 羅毅,錢可元 清華大學(xué)集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室清華大學(xué)深圳研究生院半導(dǎo) 體照明實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)容 á城市道路照明系統(tǒng)的功能 á從道路照明國家標(biāo)準(zhǔn)看配光設(shè)計(jì)的意義á傳統(tǒng)路燈配光曲線模型 á理想路燈的光場分布 á二次光學(xué)的非成像光學(xué)設(shè)計(jì) á系統(tǒng)散熱及及可靠性設(shè)計(jì) áled路燈應(yīng)用推廣的對策 城市道路照明系統(tǒng)的功能 á照明——行人、車輛以辨認(rèn)道路之便利 ?達(dá)到一定的照度 á照明以外的功能——美化、氣氛、安全?? ?造型、光色、變幻比照度更重要 從道路照明國家標(biāo)準(zhǔn)看配光設(shè)計(jì)的意義 á 道路照明國家標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn): 照明區(qū)域的設(shè)定 1.2.最小照度(亮度的要求3.路面照度的均勻度4. 眩光及光污染的限制 道路亮度(cd.m-2照度(lx燈具安裝高 度(m 路面 寬度 路面照明長度(m路面照明面 積(m2平均等級(m平均亮度

LED路燈的照明光學(xué)設(shè)計(jì)

led道路照明光源的配光 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 羅毅,錢可元 清華大學(xué)集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室清華大學(xué)深圳研究生院半導(dǎo) 體照明實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)容 á城市道路照明系統(tǒng)的功能 á從道路照明國家標(biāo)準(zhǔn)看配光設(shè)計(jì)的意義á傳統(tǒng)路燈配光曲線模型 á理想路燈的光場分布 á二次光學(xué)的非成像光學(xué)設(shè)計(jì) á系統(tǒng)散熱及及可靠性設(shè)計(jì) áled路燈應(yīng)用推廣的對策 城市道路照明系統(tǒng)的功能 á照明——行人、車輛以辨認(rèn)道路之便利 ?達(dá)到一定的照度 á照明以外的功能——美化、氣氛、安全?? ?造型、光色、變幻比照度更重要 從道路照明國家標(biāo)準(zhǔn)看配光設(shè)計(jì)的意義 á 道路照明國家標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn): 照明區(qū)域的設(shè)定 1.2.最小照度(亮度的要求3.路面照度的均勻度4. 眩光及光污染的限制 道路亮度(cd.m-2照度(lx燈具安裝高 度(m 路面 寬度 路面照明長度(m路面照明面 積(m2平均等級(m平均亮度

LED路燈光學(xué)設(shè)計(jì)(羅毅)

led道路照明系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢 1、led道路照明系統(tǒng)的背景介紹 為了滿足城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的道路照明燈具往往采用耗電200瓦以上含水銀的燈泡。相比 之下，到2009年，市場上發(fā)光二極管（led）的光學(xué)效率已經(jīng)超過了100lm/w，這意味著采用led作 光源的路燈，其耗電量將會大大的減少。由于led的超長壽命、不含汞和節(jié)能的特性，采用led作光源 的路燈來取代傳統(tǒng)的lps（低壓鈉燈）或mh（金屬鹵化物燈）是很好的選擇。目前，led路燈在世界上 各個國家都進(jìn)行了測試。為了解決能源緊缺和溫室氣體的排放問題，led路燈在一些地方已經(jīng)實(shí)用化，其 中中國、北美以及歐洲的一些地區(qū)和都市的政府進(jìn)行了積極的推廣。 由于市場上出廠的led大部分都是呈郎伯型（lambertian范圍的出射光還是很多，這樣就會給遠(yuǎn)處 的車輛或行人造成眩光

本文針對大功率led在路燈上的應(yīng)用,探討了led光源的選擇依據(jù),基于選定的led進(jìn)行了基于透鏡的led二次光學(xué)設(shè)計(jì),并采用asap軟件進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明,此種設(shè)計(jì)可以很大程度上提高led路燈的效率,提高路面照明的均勻度,達(dá)到傳統(tǒng)燈具無法比擬的效果。

鑒于道路照明需求的多樣性和復(fù)雜性,基于配光曲線映射原理,運(yùn)用透射光學(xué)設(shè)計(jì)手段,借鑒傳統(tǒng)路燈設(shè)計(jì)方法,針對單顆大功率白光led,根據(jù)其特有的配光特性參數(shù)設(shè)計(jì)了一種新穎的二次光學(xué)透鏡。該透鏡實(shí)現(xiàn)了將led的郎伯型配光轉(zhuǎn)換為蝙蝠翼型配光,將圓形光斑轉(zhuǎn)換為矩形光斑,同時可以達(dá)到很高的光輸出效率和近似1∶2的長寬比。與同類設(shè)計(jì)相比,達(dá)到國家道路照明標(biāo)準(zhǔn),同時降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜度,可應(yīng)用于led路燈設(shè)計(jì)。

一、序言在激光記錄中,現(xiàn)在很大一部分應(yīng)用正棱柱體旋轉(zhuǎn)反射鏡和f—θ透鏡的光學(xué)掃描系統(tǒng),如激光束圖象記錄儀,計(jì)算機(jī)縮微存儲器,激光電子分色機(jī),計(jì)算機(jī)激光打印機(jī)的激光頭等。這種光學(xué)掃描系統(tǒng)是依靠反射鏡和f—θ透鏡實(shí)現(xiàn)水平方向的快速、均勻掃描,利用記錄介質(zhì)(如膠片、干銀紙或光導(dǎo)體等)的運(yùn)動完成另一垂直方向的掃描來

現(xiàn)階段，新興產(chǎn)業(yè)在我國全面發(fā)展，其涉及范圍十分廣泛，正是處在這種環(huán)境之下，讓led市場也不斷繁榮，led路燈的光學(xué)設(shè)計(jì)也變得越來越重要．基于此，本文針對led路燈光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行分析．

led作為新型的綠色光源,在道路照明領(lǐng)域迅速發(fā)展。道路照明要求led路燈在路面形成均勻性良好的矩形光斑,這就需要設(shè)計(jì)自由曲面透鏡來達(dá)到配光要求。簡要介紹了目前常見的自由曲面透鏡設(shè)計(jì)方法,并就偏微分方程法和網(wǎng)格法進(jìn)行了詳細(xì)介紹與比較,認(rèn)為網(wǎng)格法更具有良好的研究前景。

城市的路燈在照亮道路的同時，也帶來了大量的光污染和能源浪費(fèi)，長期以來備受詬病卻無解決良方。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，日前一組來自中國臺灣和墨西哥的研究人員開發(fā)出了一種新型照明系統(tǒng)，通過高效利用led，能確保路燈只照亮需要光線的地方，而不產(chǎn)生其他不必要的光線。相關(guān)研究發(fā)表在近日出版的美國光學(xué)學(xué)會主辦的《光學(xué)快報(bào)》雜志上。