LED路灯的光学系统研究与设计

随着大功率LED光源和照明技术的发展,LED已经广泛的应用于照明领域,这也给灯具的配光设计带来了新的挑战.本文从LED光源应用于道路照明的实际要求出发,对LED路灯的光学系统和灯具的配光要求进行了研究,设计出了一种混合型反射罩光学结构,同时调整每列光源的偏转角度,并通过光学仿真软件进行了仿真,从而达到路灯照叫所要求的均匀矩形配光.     

基于大功率LED的汽车多椭球前照灯设计

传统光源卤素灯泡用于前照灯照明,在节能和寿命上存在不足.研究了使用半导体LED光源和多椭球面反射镜的前照灯设计方法.基于前照灯近光配光标准和LED光源特点,建立了LED前照灯的设计模型,包括LED光源模拟单元、反射器设计单元、透镜设计单元和光路追迹算法.提出三维多椭球面作为反射镜的方法,实现了LED光源多椭球面前照灯的照明计算机仿真.分析了实验结果,并指出LED前照灯的优势和未来大功率LED汽车前照灯发展的关键技术.     

用于室内照明的自由曲面均匀配光透镜设计

以非成像光学为基础,设计了一种在大发散角范围内均匀配光的大功率LED室内照明二次配光透镜方案。采用划分网格法建立光源LED和接收面的映射关系,推导透镜自由曲面面形的一般方程,采用差分法求解透镜面形方程获得面形轮廓数据,再用三维软件建立透镜模型,通过光学仿真软件对所建模型进行光线追迹。结果表明:此方案适用于40°～140°配光角度要求的均匀配光;仿真配光角度120°的照明系统,当透镜的口径与LED发光面直径之比大于等于10时,照明系统的均匀性优于0.9,能量利用率大于92%,且照明效果不受接收面高度的影响。该设计方法为实现大功率LED室内均匀照明系统的小型化和简单化提供了一种有效的途径。     

LED照明的设计及应用

本文主要就LED照明在城市道路设计中的应用进行阐述,通过对LED照明的实际设计与应用过程中的实例,对LED照明的发光效率、配光曲线、灯具系统寿命等方面进行客观地分析,提出了对LED照明应用过程中的质量控制方式,为LED在城市道路照明中的发展起到推动。     

自由曲面LED汽车前照灯光学透镜设计方法

由于LED配光特性不同于传统光源,为了将LED 应用于汽车照明中需对LED 进行二次光学设计。文中根据LED 汽车前照灯的配光特性,提出了一种自由曲面LED 汽车前照灯光学透镜的设计方法。首先由能量守恒原理,在接收屏上的坐标和透镜自由曲面上的坐标之间建立能量的一一对应关系,基于非成像光学理论,采用照度优化设计法,运用数值计算求解出光学透镜曲面各个点坐标的坐标值,并使用三维模型软件制作出透镜光学模型。通过蒙特卡洛模拟法来追迹光线仿真,最后的配光效果完全满足《汽车用LED前照灯》（GB25991-2010）标准,系统的光学效率得到显著提高,可达到91%。     

LED照明系统二次配光设计

本文对LED的参数及特点进行分析,研究LED照明系统的配光形式,提出一种反射式自由曲面LED照明系统二次配光设计,可应用于汽车近光照明系统。     

动手组装大功率LED灯

LED灯就是用发光二极管作为光源的射灯。传统射灯多采用卤素灯,发光效率较低比较耗电,使被照射环境的温度上升,使用寿命短。LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。而且LED发光的单向性形成了对射灯配光的完美支持。     

LED路灯产品质量的提升对策探讨

我国的LED产业在最近几年发展得很迅速,得到越来越广泛的应用,而将LED光源应用于道路照明中却是一项新兴产业。文中主要探讨台湾颁布的CNS15233标准的要求对国内目前生产的LED路灯在耐久性、配光特性、光效、环境适应性等方面的影响,并总结了LED路灯在设计时需注意的方面,急切呼吁国内有关道路照明灯具性能要求的标准尽快出台。     

LED灯具设计中的节能考虑

LED照明近年来发展非常迅速，但其与传统光源相比，有着自身的特殊性。本文从系统光效、光学设计、散热以及光色的选择上着重分析了LED灯具在设计和使用过程中如何能发挥其最大光学效能，从而达到节能的目的。     

基于非成像光学的LED路灯透镜设计方法

LED作为新型的绿色光源,在道路照明领域迅速发展.道路照明要求LED路灯在路面形成均匀性良好的矩形光斑,这就需要设计自由曲面透镜来达到配光要求.简要介绍了目前常见的自由曲面透镜设计方法,并就偏微分方程法和网格法进行了详细介绍与比较,认为网格法更具有良好的研究前景.     

LED面光源均匀化方法

文章通过半导体发光二极管（Light—emittingdiode,LED）的配光曲线,构建单颗LED的理论模型,设计可实现均匀照度的LED排列方式。基于几何光学和辐射照度理论,对满足均匀照明的LED阵列进行分析,推导光源照射到观测屏上的总辐射照度的表达式,使用光学模拟软件建立LED阵列的模型,利用软件进行光线追迹。通过仿真结果分析LED之间排列间距,光源到接收面间距离等因素对于照明均匀性的影响。     

LED照明设计选型与采购

随着社会的不断发展，节能减排成为社会共识。高亮度，低能耗，长寿命、安全环保等特性，使LED照明被认为是取代传统光源的全新照明技术。正是看好这一领域商机，国内众多企业纷纷进入LED照明市场。为了帮助大家提高LED电源设计技术，LED照明电源工程师与专家就实际设计中遇到问题进行了探讨交流，例如隔离型与非隔离型方案的选择；LED日光灯明暗不均的原因；LED灯闪烁的问题等。     

基于LED大功率扩展光源的二次光学设计

在目前的低碳环境下,LED照明光源逐步替代传统光源,但是由于其本身结构和自身特点,要进行高效的光能利用与照明,必须进行适当的光学设计以便改善光能分布。笔者首先阐述了LED的光学特性及二次光学设计,其次对LED大功率扩展光源的二次光学设计进行了深入探讨。     

基才LED大功率扩展光源的二次光学设计

在目前的低碳环境下，LED照明光源逐步替代传统光源，但是由于其本身结构和自身特点，要进行高效的光能利用与照明，必须进行适当的光学设计以便改善光能分布。笔者首先阐述了LED的光学特性及二次光学设计，其次对LED大功率扩展光源的二次光学设计进行了深入探讨。     

非球面内表面调制的自由曲面配光透镜设计方法

传统自由曲面LED配光透镜由于在自由曲面求解时存在误差,往往导致最终配光效果不理想。为了进一步提高配光效果,提出基于非球面内表面调制的自由曲面配光透镜设计方法,采用非球面内表面对自由曲面的求解误差进行补偿,有效地减小了自由曲面的误差对配光效果的影响。通过对自由曲面求解误差进行定量计算,建立用于补偿误差的非球面内表面设计方法,形成了基于非球面内表面调制的自由曲面配光透镜的完整的设计思路。将这一方法应用于矩形照明区域的LED路灯透镜设计之中,相对于传统自由曲面配光透镜,照度均匀度由0.66提高到0.73,能量利用率从47.3%提高到63.2%。     

一种基于配光曲线的LED天幕灯矢量设计方法

针对发光二极管(LED)天幕灯使用中的非对称大面积照明特点,提出了一种基于配光曲线的LED天幕灯矢量设计方法。根据目标面的能量分布要求计算天幕灯总配光曲线,依据其中的反射配光曲线设计反射面。设计中应用光度学、几何光学、边缘光线原理及Matlab软件中的龙格-库塔法,得出反射面各点坐标。通过Solidworks软件构建反射面模型,应用Zemax软件对其进行照明仿真,结果表明,照明均匀度达到设计要求,能量利用率超过80%,表明该设计方法具有实用价值。     

投射式LED汽车近光灯自由曲面透镜设计

根据LED光源的发光特性,设计了一种由椭球反射器、挡板和自由曲面透镜所组成的投射式LED近光灯系统。基于非成像光学理论,建立了LED光源经椭球反射器后的出射光线角度与照明平面上坐标的对应关系,结合折反射定律计算透镜自由曲面上的点坐标,通过建模软件将坐标点拟合成曲面实体而得到自由曲面透镜模型。采用蒙特卡洛光线追迹法进行仿真,结果表明:其配光结果完全满足GB4599-2007标准,而且体积小,视野广阔,边缘区域光能也较高,光线利用率达到95.92%。     

实现台灯照明高均匀性的LED配光设计与仿真

针对台灯照明的高均匀性要求,设计一个自由曲面透镜对LED光源进行二次光学配光。根据非成像光学理论,在已知入射光强分布与所需配光效果的前提下,建立关于透镜自由曲面面型的偏微分方程,并采用相应的数值解法,得到自由曲面面型数据。通过在建模软件Rhinoceros中建立光学透镜的模型,并在Tracepro中进行光学仿真,得出仿真结果,验证此设计方法的可行性。     

上海技物所LED照明技术实现在航天领域的成熟应用

正据www.sitp.ac.cn网站报道,蓝光LED对人类照明的变革性影响使得其发明者获得了2014年度物理学诺贝尔奖。此类照明技术对于航天工程也产生了极大的推动作用。随着我国航天工程水平的不断提高,诸如宇航员出舱活动、飞船空间停靠和交会对接之类的航天任务对空间光源和照明系统提出了迫切需求。由于LED具有能耗低、工作电压低、光效率高、体积小、重量轻和可靠性高等特点,LED光源在航天照明应用中具有独特优势。根据我国航天技术发展的特点以及对照明技术的需求,中国科学院上海技术物理研究所组织开展了航天LED照明     

一种实现LED均匀圆斑照明透镜的自由曲面设计

由于大多数LED的发光特性表现为朗伯光源,文中提出一种实现LED均匀照明的透镜设计方法。建立了能产生均匀光斑的自由曲面透镜方程,通过Matlab编程得到数值解,并通过建模软件Pro/E建立了透镜模型,最终采用Tracepro进行模拟验证。实验结果表明,利用此方法给LED进行配光,可使照明目标面获得均匀的照度。