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LED道路照明光学系统及光能分布的研究
| 论文题名： | LED道路照明光学系统及光能分布的研究 |
| 关键词： | 发光二极管;照明灯具;边缘路面照度 |
| 摘要： | 本文对发光二极管道路照明灯具的光学系统进行了探讨和研究。利用光学机构仿真软件LightTools对LED进行光学建模。在此基础上展开LED的二次光学设计，旨在提高道路表面的光强分布均匀性。 进入21世纪，发光二极管因其具有的诸多优点，已越来越受到广泛的重视和应用。目前市场上的LED道路照明灯具，光学性能较差，不能满足国家标准的要求。本论文的目的是针对LED节能型道路照明灯具进行二次光学设计，采用合理的外光学系统，改善灯具的光照分布性能，使得灯具的照度分布满足要求的同时，保证照明器件结构简单，拆装方便。 本文详细介绍了道路照明灯具的光学特性、道路照明的指标和国家标准，对照明设计方法和照明设计软件进行了分析。利用仿真软件模拟路面的光照度分布，比较不同形式的非成像光学组件对于LED道路照明灯具光学性能的改善，分析其特性。基于菲涅尔透镜的原理，提出一种具有菲涅尔透镜微结构特征的散射元件，并根据模拟出的路面光强分布分析其性能，通过比较各种元件组合方式的优劣，最终给出一个比较合理的光学系统以提高边缘路面的光照度。 在仿真设计的基础上，加工出散射元件，并从元件夹角和道路边缘照度方面进行了大量实验的验证。结果表明，设计出的散射元件能够改善灯具的光照分布性能，改善路面照度的均匀度。为进一步提高灯具的光照分布性能，本文采用反射元件与LED照明系统结合的方式进行实验，结果显示反射板可以提高对光能的利用并能够增加边缘路面的照度。最后，在以上实验结果的基础上，提出了将反射板与散射元件结合的LED照明光学系统，使得LED照明灯具的光照度性能得到进一步的改进。 |
| 作者： | 张芸 |
| 专业： | 光学工程 |
| 导师： | 刘铁根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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