基于自由曲面透镜的LED路灯配光优化设计

作     者：杨凯 李晓艳 林斌 陈亮 石岩 金尚忠 YANG Kai;LI Xiao-yan;LIN Bin;CHEN Liang;SHI Yan;JIN Shang-zhong

作者机构：浙江大学光电信息工程学系 浙江大学国家光学仪器工程技术研究中心杭州310027 中国计量学院光学与电子科技学院光电子技术研究所杭州310018 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2015年第44卷第7期

页      面：53-58页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.61177050) 浙江省LED照明新技术科技创新团队项目(No.2010R20020)资助 

主　　题：LED 自由曲面 优化设计 迭代 照度均匀度 

摘      要：为了提高光能利用率和照度均匀性,减小炫光的产生,需要对LED路灯进行二次光学配光设计.本文以空间光折射定律为基础,对LED光线空间和路面区域进行一一对应的网格划分,结合优化的双向迭代算法生成自由曲面透镜,实现矩形光斑输出.仿真结果表明,配光后的LED整体光能利用率为90.4%,能量基本被限制30m×13m的矩形区域内,水平方向和垂直方向的照度均匀度分别为83.2%和71.7%.当LED以30m间隔平行排列时,可以在路面形成宽度约为14m的光斑,垂直照度均匀度提高为77.2%.据此开模制造的LED路灯配光曲线为蝙蝠翼型,横向和纵向±62°和±40°范围内的平均照度分别为31.17lx和25.72lx,满足国家道路照明标准,实验验证了该透镜设计算法的可行性和实用性.