基于绿色照明理念的投光照明灯具的光学设计

根据对投光照明应用场合的具体分析,基于绿色照明的理念和要求,本文给出了投光照明灯具光学设计时光源和器件材料的选择以及灯具的配光设计要求:首先选择短弧、高光通、高显色性和高流明维持率的传统光源以及新兴的高效LED照明光源;其次采用模块化模式设计全方位组合不同反射功能的反光罩,遮光罩以及折射透镜,控制光的投射方向和光束形状,降低灯具的溢出及偏射光能和人工照明形成的天空杂散光,提高投光照明的视觉舒适度,控制光污染;另外还可以改善投光照明灯具反射材料和透镜材料的光学性能,提高灯具光输出率,节省能源,降低照明成本。     

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。     

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。     

基于LED照明的模块化可见光通信系统设计

我们讨论了一种基于照明灯具的模块化可见光通信系统。利用发光二极管(LED)本身的频闪特性,将信号经过LED器件调制,发出人眼无法察觉到的高速调制光载波信号在空间中自由传输,通过光电探测器接收、再生、解调来实现信息的传递。通信单元采用模块化结构内嵌于吸顶灯、筒灯、射灯等各类灯具,使普通LED照明灯具具备了可见光通信功能,同时可以兼顾室内照明的专业要求。     

均匀发光小角度配光光学系统设计

近年来,LED照明的设计需求已经从追求更高的光学效率,进入如何实现更加精准的配光阶段,如何为用户提供更高的照明舒适性,如何实现更加逼近自然光的照明效果。本文提出了一种光学结构,实现较大的均匀发光面,同时兼具超小角度的配光,真实模拟太阳透过窗户照射进房间的照明效果。本文基于大功率LED光源,开发了一个两片式透镜组,在较远距离接收面上实现了70 mm×70 mm均匀光斑,同时,实现±5°的超小配光角度。因为设计目标是均匀方斑,所以将该光源与透镜的系统进行阵列组合,就能实现更大范围的小角度均匀发光效果。     

LED光源及灯具能效等级评定方法研究

要提高LED光源及灯具的能效,应根据实际照明环境,对灯具进行最优化的配光设计,在满足照度要求的情况下降低功率密度,达到较好的节能效果。通过对不同配光的LED路灯的照明效果比较、以及LED路灯与高压钠灯的照明效果比较,验证了灯具配光曲线的设计对实现整个照明系统高能效的作用,给出更准确的LED光源及灯具能效等级评定方法。     

大功率LED在高架匝道上的应用研究

采用配光计算法计算出了大功率LED透镜配光的曲线面积,然后利用DIALux软件进行验算分析。通过改变透镜配光角度及翅片的调整角度来改善灯具的眩光指标并通过改变灯间距来调整路面的频闪现象,分析得出透镜配光角度、眩光指标、翅片的角度、灯具的安装位置,再针对城市道路照明设计标准CJJ45--2006的考量是否达标,为大功率LED匝道灯的设计提供了参考。     

低眩光对称式LED路灯光学设计

给出一种低眩光对称式LED照明路灯的光学设计方案。通过对LED路灯的光学结构和灯具配光效果进行研究,利用自由曲面设计出外形类似花生米的LED路灯光学透镜,得到蝙蝠翼型的配光曲线。同时,调整LED单元数量和阵列的排列方式,通过光学模拟软件进行仿真,从而达到低眩光、高均匀的矩形配光。其中平均照度Eav为30.96lx,均匀度Emin/Eav为0.83,出光率为92.3%。     

LED路灯透镜的二次光学设计介绍

LED的二次光学元件设计对LED路灯的配光及光学输出效率至关重要。良好的道路照明要求LED路灯的配光为长方形的光型,路灯发出的所有光刚刚可以覆盖住马路,而马路之外的光污染几乎为零。非对称自由曲面二次光学元件的采用可以使LED路灯的长方形配光直接在单个LED模组上实现。整体路灯只需要将这些LED模组阵列按照相同方向排列即可,从而可以简化路灯机构、散热及控制电源的设计。本文介绍了LED路灯的二次光学设计,及一种用于LED路灯的自由曲面二次光学透镜的设计方法。     

电子技术在LED照明中通用照明和智能控制的应用

与传统的照明方式相比。LED照明有许多独特的地方。主要表现在：从结构上看,传统照明的光源和灯具是分离的。而LED照明在结构可以实现配光、散热及灯具的一体化设计;     

办公空间健康光环境的控制模型

办公空间使用者活动的固定性和长期性要求办公空间能够为使用者提供健康的光环境。研究表明,色温和照度对人中枢神经系统有极大的影响,通过调节色温和照度可以提高大脑兴奋缓解大脑疲劳。引入天然光的室内光环境中,照度和光色分布受到照明灯具和天然光的双重影响,呈现一种复杂耦合关系。目前大部分室内光环境的控制中室内照度和环境光色的控制是分离的。针对办公空间的动态光环境,定义任意时刻进入室内的天然光和室内LED光源为"混合光源",此时"混合光源"的色温为"视色温"。基于此,提出了室内健康光环境控制模型,即通过控制天然采光与LED灯具输出的光通量和色温,在天然光与人工照明混合照明的光环境中,实现工作面满足照度均匀度的同时,混合视色温可调且有较好的均匀性。     

从机动车驾驶员的视觉功效角度谈LED道路灯具配光设计

只有基于机动车驾驶员视觉功效考虑的道路灯具配光设计,才能体现道路照明的功能性,但从我国目前的LED路灯设计与制造水平来看,驾驶员的视觉功效却往往被忽视.本文概述了行业内LED道路照明的一些质量问题以及产生这些问题深层次因为,并讨论了业内流行的几个配光设计误区,举例阐述如何采用国际上通行的亮度标准评价体系来设计道路灯具配光.     

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。     

大功率LED灯具的配光设计

该文主要讲述了大功率LED光源照明灯具在设计开发中的光学系统的设计思路和方法,说明了二次配光在灯具光学系统设计中的重要性,并且以大功率LED光源的城市照明路灯为例详细介绍了路灯光学系统二次配光设计的步骤和思路,通过对现有技术条件下几种配光应用方案的简单分析,能够使我们初步掌握大功率LED灯具二次光学系统设计中的方法和技巧,并且能够灵活应用这些基本的方法,合理选择比较适宜的LED光源对灯具的配光进行优化设计。同时我们也要认识到目前LED灯具在光学系统技术上的不足和面临的技术上的挑战,我们要共同努力发掘LED灯具的技术潜力以进一步提升我国LED照明产业在国际上地位。     

不同配光设计的LED黑板灯照明对老师产生的眩光分析

基于LED光源的新型黑板灯具逐渐应用于教室照明,但是从现场老师反馈的照明效果得知,LED黑板灯具照明存在不同程度的眩光问题。对老师产生直接或者间接眩光的原因,部分是由于黑板灯具安装的不合理性导致的,但更多的是灯具本身光学设计的不合理性造成的。本文选取了六款当前市场上常见的典型LED黑板灯具进行配光测试,在满足标准的要求下,对测试结果得到IES文件进行模拟仿真计算分析,通过数据来验证LED黑板灯具安装位置和C90/270面眩光的关系。根据黑板灯具不同方向的出光角度,通过数值模拟计算分析,给出了LED黑板灯具照明眩光存在的原因及优化设计方向。     

飞利浦推出Tempo LED超高性价比泛光照明解决方案

近日,飞利浦宣布在中国推出高性价比的Tempo LED泛光照明解决方案,这款产品可完美替换传统室外投光或泛光照明灯具。Tempo LED采用创新无玻璃防积灰简洁模组化设计,不仅能够满足建筑立面、工厂照明、室外非专业体育场地照明和停车场照明等不同区域的细部照明需求,更针对广告牌打造优化配光满足广告牌照明的特殊需求。     

照明灯具中白光LED阵列的排列及配光

该文主要就目前在LED照明灯具中所采用的小功率高亮度白光LED的阵列形式、配光类型、分布情况、应用等进行了较为详细地介绍,给出了几种LED灯具的配光特性,具有一定的借鉴和参考意义。     

基于多椭球反射器的LED汽车近光灯设计

基于大功率LED芯片的类朗伯体发光特性、GB 25991—2010标准要求和非成像光学理论,设计了一套由变截面椭球体反射器、挡板和自由曲面透镜组成的投射式LED前照灯近光系统。采用Monte-Carlo光学追迹法进行仿真分析,并加工了近光灯样件,测试其配光性能。结果表明:由变截面椭球体反射器、斜切角度为17°的挡板和具有能量分配功能的自由曲面透镜组成的LED汽车近光灯有利于形成"水平方向宽,垂直方向窄"的近光光型和清晰的明暗截止线;各主要测试点及区域的照度值满足标准的限值要求,且该系统的光能利用率相对于传统近光灯系统提高近10%。     

常规道路照明灯具配光分类方法比较与应用

比较了我国产品、应用、设计标准采用的几种常规道路照明灯具配光分类方法;以某款LED路灯为例,依据光强数据计算9项指标,判断其配光类型及适用范围,并用DIALux evo做道路样本模拟,计算评估了照明质量合规性.结论包括:配光分类方法不仅要考虑灯具的截光性能,还应考虑光束宽度(角);纵横配光类型间关联定义的合理性有待验证...     

基于LED光源的汽车前照灯远光设计

利用LED光源的特性,用抛物面反射器和准直透镜、扩散透镜等结构,使得光尽可能平行射出,让光线较为集中,亮度较大,从而实现前照灯的远光功能。通过Trace Pro软件建立模型并仿真,在25 m远的配光屏幕上形成符合GB 25991-2010标准的光型,设计简单,便于制造。