LED隧道灯透镜的全偏光设计

运用非成像光学理论,基于LED能量网格划分的方法设计了一种全偏光的LED隧道灯透镜。该设计方法不仅具有传统偏光透镜中能量利用率高的优点,并且在保持高亮度均匀度的前提下,能有效地降低道路照明中眩目的影响。在照明分析软件DtALux中验证了该透镜,其配光曲线实现了UE=0．88,UO=0．86,UL=0．91,TI=6的良好照明效果。     

基于LED道路照明的偏光透镜设计

基于非均匀网格划分法设计了一种用于LED道路照明的偏光透镜。该透镜能够把LED发出的光线更多地投射在路面上。这种偏光透镜设计减少了道路外的光污染,同时有效提高了路面的光线利用率。在光学软件Lighttools的模拟中,测得整个光学系统照度均匀度为77.6%。并且充分考虑材料的吸收损失和界面的反射损失后,光能利用率高达84.5%。在照明仿真软件Dialux中对该偏光透镜的配光曲线IES模型导入后在模拟道路中进行计算仿真,得到其亮度总均匀度为0.74,并且眩光限制阈值增量控制在9%。所以,该偏光透镜的亮度均匀度、照度均匀度及眩光控制等指标都很好地满足了我国《城市道路照明设计标准》的要求。     

用于道路均匀照明的LED自由曲面透镜设计

鉴于LED在道路照明应用中的复杂性和特殊性,以非成像光学为基础,提出了一种新颖的用于道路均匀照明透镜设计方案。运用微分几何原理,建立自由曲面面型的一阶拟线性双曲型偏微分方程,并在matlab中进行数值求解,将所得面型数据导入SolidWorks中建立透镜模型,该透镜将LED朗伯分布转化为道路照明所需的蝙蝠翼分布。通过Tracepro对所建透镜进行光线追迹,结果表明10m处目标面的整体均匀度在85％以上,能量利用率为89．2％。在对扩展光源配光时,该光学系统仍保持较好的照明效果,不仅有效照明区域符合预期,且照度均匀度优于0．80。用DIALux模拟该透镜组成的5＆#215;10式模组的路灯系统的照明效果,结果显示路面照度均匀度达0．83,符合国家标准。     

LED道路照明灯具配光设计的误区分析——照度均匀性并非亮度均匀性

考虑照度均匀性而忽视亮度均匀性的LED路灯配光设计能节约很多LED芯片成本,但降低了道路照明的安全性,达不到道路照明的要求。本文详细地剖析了照度均匀性与亮度均匀性的区别,分别以照度均匀性Emin/Emax等于1、0.4和0.2设计了三种配光曲线,并计算这三种配光在R3和C1路面的亮度及其均匀性,得出以下两个结论:其一,过度地提高照度均匀性会产生斑马效应,导致纵向均匀度很差;其二,不同的材质应设计不同的配光曲线才能满足道路照明的要求。     

一种LED紧凑匀光自由曲面透镜的设计方法

为实现均匀光场照明,针对扩展光源提出了一种LED紧凑匀光自由曲面透镜的设计方法,采用基于极坐标系的点光源—目标光照度映射法设计点光源自由曲面配光透镜,然后结合叠加法与粒子群反馈优化算法进行LED扩展光源自由曲面配光透镜的设计,利用动态数据链技术进行Matlab和Tracepro之间的数据交互,实现全流程的自动优化设计。基于LED扩展光源,分别对于圆形光场和矩形光场设计了两种自由曲面配光透镜,实现均匀度由0.56提升至0.78和均匀度由0.68提升至0.84。     

实现LED台灯均匀照明的自由曲面透镜仿真设计

针对LED台灯照明区域照度均匀度不足的现状,提出了利用自由曲面透镜实现二次光学配光的方法。基于光源的朗伯光学特性,建立理想LED点光源与照明区域的余弦拓扑关系,并依据Snell定律通过MATLAB编程迭代计算自由曲面的母线。利用Tracepro光学软件仿真分析了光源实际尺寸对配光效果的影响,并探讨了透镜尺寸与配光效果的关系。经仿真优化的自由曲面透镜,实现发光半径2mm的LED光源在台灯要求的照明区域上均匀度（最小值/最大值）达到95%,同时光的利用效率提高20%以上。     

结合路面实况、优化配光设计减少光污染

道路照明是城市光污染的重要来源。近几年发展的配光技术已经能够比较自如地控制路灯的配光分布,但遗憾的是目前国内大部分路灯照明设计均没有严格按照国际照明委员会推荐的方法进行,未考虑路面本身的光反射特性、即亮度系数。本文讨论了如何结合路面本身的表面反射特性来优化路灯配光设计,提高道路照明质量,节约能源并减少光污染。     

基于照明软件发光二极管道路照明的模拟

随着社会的发展,照明的重视程度越来越高,低碳、环保的发光二极管(LED)光源已开始步入住宅和工业等主流普通照明领域。近年来,对LED路灯的开发已成为人们关注的焦点,通过对LED照明配光技术的介绍,并采用照明软件(Dialux)对道路照明设计进行模拟和道路照明计算并分析结果。模拟结果证明了选择合适的LED路灯配光,不仅能够满足对路面的亮度、照度、均匀度的要求,还能够提高灯光的利用率,减少不必要的浪费。     

LED路灯光学设计与分析

本文利用Trace Pro光学设计软件模拟LED路灯两种不同配光方案的光学设计效果,将Trace Pro仿真结果导入至Dialux软件中,模拟两种不同配光方案的实际道路照明效果,并进行比较分析。分析Trace Pro和Dialux所得结果可知,采用花生壳透镜进行一次配光设计的LED路灯设计与花生壳透镜作为二次透镜进行二次配光的LED路灯设计,均能获得蝙蝠翼型配光曲线,进而获得道路照明所需的矩形光场;但是通过Dialux软件模拟两种配光方案的实际道路照明效果发现花生壳透镜作为二次透镜进行二次配光的LED路灯的均匀性更佳,在实际道路照明中更可取。     

均匀照明方形光斑的LED自由曲面透镜设计

根据边缘光线原理并利用划分网格的方法设计出一款配光透镜,获得了方形均匀光斑。研究结果表明：它既适用于点光源,也适用于扩展光源。当透镜高度与LED光源尺寸之比为10：1和5：1时,相当于点光源,目标面的照度均匀度高达90％,系统的能量利用率为88％。当透镜高度与LED光源尺寸之比为10：3,2．5：1,2：1时,相当于扩展光源,目标面的照度均匀性在80％以上,处于较高的水平,系统的能量利用率达88％左右。该配光透镜对扩展光源保持较高的能量利用率和照度均匀性,适用于投影显示和室内外照明,有着广阔的应用前景。     

图像式街道亮度计在道路照明测试中的开发和应用

《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006也对道路照明的路面平均亮度、路面亮度总均匀度和纵向均匀度、眩光限制等进行了规定,然而利用传统亮度计已经很难满足测量需求.本文阐述了利用数码相机开发的图像亮度测量系统的优势,介绍了图像式街道亮度计开发中重点解决的亮度校正、几何校正和操作、分析软件编制问题,以及在道路照明测试中的应用情况.     

基于视觉特性的坡路照明分析

根据坡路照明的视觉特点,从行车视距出发,对坡路照明的照明特点和照明需求进行研究。分析计算了不同坡度下相同布灯参数下的路面亮度照明效果,并与平直路作比较,得到道路坡度对照明效果的影响关系;并在某一坡度下,以最小能耗为目标,以某款灯具为具体对象,依据道路照明的亮度标准,对其最佳布灯间距进行了优化计算,在上、下坡路段不同布灯间距的条件下,获得了良好的照明效果。     

用反应时间法研究光视效能最大值

以照明光源暗视觉与明视觉之比（S／P）和背景亮度为参数，利用反应时间法对明视觉和暗视觉的光视效能最大值进行修正，获得了计算中间视觉条件下光视效能最大值的计算式；同时从人眼对光辐射的视感觉程度与亮度对数值近似成正比出发。推导出了相应的中间视觉时光视效能最大值表达式，并对二者进行了比较。最后建议对于道路照明计算应采用由反应时间法获得的光视效能最大值计算式。     

道路照明的数字化仿真研究

道路照明的数字化仿真是在虚拟环境中判断路面的明亮程度、均匀度、眩光情况、环境亮度等合适与否,并可以显示出随着时间推延,光源流明维持系数和灯具维护系数等的变化,从而使照明效果发生变化,也可显示出相应的照明的属性数据,使所设计的照明方案从现在到未来的演变过程生动地、直观地、定量地再现,使照明设计人员和管理者在交互的虚拟场景中进行实时的图、数操作和可视化分析.     

从光分布考虑选择合适LED功能灯灯具——LED功能灯在宁溧路道路照明工程中试用的一些思考

该文简要阐述了LED灯具光分布对路面照明效果的影响,结合宁溧路试装LED灯具的光分布计算及测试分析结果,总结了在选择LED灯具时应综合考虑的影响路面照明效果的因素。     

发光涂料铺设范围对公路隧道照明影响研究

以公路隧道发光涂料为研究对象,对数值仿真模型进行研究,建立起以路面平均亮度作为关键评价指标的公路隧道发光涂料仿真计算模型。采用三维数值仿真方法,对隧道内墙壁发光涂料铺设范围以两侧3米高为基准向上铺设时的效果进行研究,分别模拟计算了不铺设和铺设至两侧2m、3m、4．54m、5．71m、6．5m、7m高度及全截面这8种情况。通过汇总分析隧道路面平均亮度及能效值等关键参数,得到隧道内平均亮度变化范围在8．7～12．1ed／m。,能效值随铺设范围增大而减小,在墙壁两侧3m高度范围内铺设时的经济技术性最优。     

基于数码相机的图像亮度测量技术误差分析

亮度及亮度均匀度是影响人们对于光环境感受的两个重要的指标。新颁布的《城市夜景照明设计规范》JGJ/T163-2008也对景观照明的建筑表面亮度做出了相应规定,然而利用传统亮度计已经很难满足实际需求。本文着重对利用数码相机进行图像亮度测量中的相关误差源进行了分析。     

用司辰视觉研究道路照明安全

本文在道路照明的条件下,探讨了瞳孔大小随照明水平和不同光色的变化规律。研究结果表明,当采用富含短波光辐射的金属卤化物灯照明时,会更有利于瞳孔收缩,更有利于聚焦。本文还采用最新发现的人眼中第3种感光细胞的光谱光效率和光效能最大值,计算了在道路照明设计标准中主要的推荐的照明光源———高压钠灯的司辰视觉光通量和发光效率,计算结果表明,它与金属卤化物灯相比,高压钠灯的计算值仅是金属卤化物灯的1/3左右。因此,从司辰视觉的角度看,采用金属卤化物灯作为道路照明的首选光源,不但可以使道路交通更安全,而且还可以使道路照明更节能。