[發明專利]一種基于配光優化的非對稱LED路燈的設計方法

無效

• 申請號: 201110409020.0
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102494279A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 王堯;劉華;盧振武
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V5/04;F21W131/103;F21Y101/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 張偉

1.一種基于配光優化的非對稱LED路燈的設計方法，其特征在于，該設計方法包括如下步驟：

步驟1)確定街道構成的基本參數，設定各項道路照明評價指標，根據道路使用功能和道路等級，確定其照明標準值；

步驟2)以一段道路上相鄰兩根燈桿之間的路面為目標面進行配光優化，計算出每個路燈在目標面上的照度分布值和亮度分布值，通過每個路燈在目標面上的照度分布值和亮度分布值計算出各項道路照明評價指標；

步驟3)以各項照明標準值為優化條件，能量利用系數為優化目標，求解目標路面照度，獲得路燈的配光分布；其中，L_av為路面平均亮度，E_av為路面照度平均照度；

步驟4)以LED光源中心為原點，建立直角坐標系和球坐標系，根據能量守恒定律，由直角坐標系表示的目標面上的區域分布和由球坐標系表示的出射光線光能的分布相等，通過目標面上的照度分布值建立出射光線與目標面上的小矩形區域一一對應關系；

步驟5)根據折射定律和步驟4)中的出射光線與目標面上的小矩形區域的能量關系，計算出出光面特征點的表面法線矢量；利用給定出光面上任一點的直角坐標和出光面特征點的表面法線矢量，計算出所有出光面上特征點的坐標值；

步驟6)將出光面上的特征點直角坐標擬合為曲面，在機械仿真軟件中構建出LED配光透鏡的初始結構模型；通過光學仿真軟件中進行光學仿真，得到目標面照度的模擬值，若目標面照度的模擬值與目標面的照度分布值存在偏差，則需要通過優化反饋函數進行優化反饋，以最終優化得到的目標面的照度分布值，重復步驟4)和步驟5)，得到配光優化非對稱LED路燈出光面特征點的坐標值，完成基于配光優化的非對稱LED路燈的設計方法。

2.如權利要求1所述的一種基于配光優化的非對稱LED路燈的設計方法，其特征在于，步驟1)街道構成的基本參數包括：LED路燈到路面的距離h，路燈間距L，機動車道寬度W₁，人行道寬度W₂，路面簡化亮度系數r。

3.如權利要求1所述的一種基于配光優化的非對稱LED路燈的設計方法，其特征在于，步驟2)道路照明評價指標包括：路面平均亮度L_av、路面亮度總均勻度U₀、路面亮度縱向均勻度U_L、路面照度平均照度E_av、路面照度均勻度E₀、眩光限制閾值增量TI和環境照度比SR。