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内容内容Á城市道路照明系统的功能Á从道路照明国家标准看配光设计的意义Á从道路照明国家标准看配光设计的意义Á传统路灯配光曲线模型Á理想路灯的光场分布Á二次光学的非成像光学设计Á二次光学的非成像光学设计Á系统散热及及可靠性设计ÁLED路灯应用推广的对策城市道路照明系统的功能城市道路照明系统的功能Á照明——行人、车辆以辨认道路之便利»达到一定的照度Á照明以外的功能——美化、气氛、安全……¿造型、光色、变幻比照度更重要从道路照明国家标准看配光设计的意义从道路照明国家标准看配光设计的意义Á道路照明国家标准的重点：1.照明区域的设定1.照明区域的设定2.最小照度（亮度）的要求路面照度的均匀度3.路面照度的均匀度4.眩光及光污染的限制道路等级亮度(cd.m-2)照度（lx）灯具安装高度（m)路面宽度路面照明长度（m）路面照明面积（m2）平均均匀平均均匀最低最高最小最大最小最大等级（m）平均亮度均匀度平均照度均匀度最低高度最高高度最小长度最大长度最小面积最大面积Ⅱ1003515035810103250320500Ⅱ1.00.35150.35810103250320500Ⅲ0.50.3580.3568102440240400无配光系统的照射模型无配光系统的照射模型a朗伯型光源的照射模型b在路面照度强度分布国家标准考核的路面照明模型国家标准考核的路面照明模型灯杆理想的照明区域理想的照明区域被照区域10米40米与现有光源的配光曲线相去甚远传统路灯的配光光效传统路灯的配光光效Á发光的立体角为4π；Á有50％的向上的光要靠反光碗反射Á有50％的向上的光要靠反光碗反射15％损耗；如光源为近似朗伯源，如光源为近似朗伯源，在12米的灯杆高度的情况下照在国家规情况下，照在国家规定的10x40米范围内的光能45%的光能45%。LED路灯的优势光学配光方面的优势LED路灯的优势－光学配光方面的优势Á发光立体角小；Á近似点光源便于二次光学系统的设计；Á近似点光源，便于二次光学系统的设计；Á均匀度有望大大提高(0.7)；ÁLED为冷光源，便于二次光学器件的制作；Á灯具总的光效高；Á灯具总的光效高；照明效果LED100lm/w传统灯具的100lm/w给定照度分布问题三维设计给定照度分布问题三维设计光学系统定义了一个从光源到照射平面的光学系统定义了个从光源到照射平面的一个映射，如果映射连续可微在照射区域形成的照度分布为L(p):ipγ→GJG可微，在照射区域形成的照度分布为L(p)()()/|(())|LpIiJiγ=GGG()()/|(())|pγ在三维空间中该方程在三维空间中，该方程是一个高度非线性的Monge-Ampere偏微分方程，在各种边界条件下求通解非常困难。映射γ示意图给定照度分布问题给定照度分布问题Á数学角度：二阶偏微分方程揭示了照度问题的数学本质所有可能的设计都是该方程的解学本质，所有可能的设计都是该方程的解。Á物理角度：几何光学并没有对光线的能量进行描Á物理角度：几何光学并没有对光线的能量进行描述，一束光线不能够代表一定的能量。因此，当面对和能量有关的问题的时候，必须在几何光学的基础上（折射反射定律）加入能量的概念的基础上（折射，反射定律）加入能量的概念，也就是前面的能量守衡方程联合逆向求解也就是前面的能量守衡方程联合逆向求解三维光学表面数据点的计算三维光学表面数据点的计算Á利用叠代的方法得到透镜表面的坐标点和法向矢量曲面各点的坐标曲面各点的坐标曲面各点的法矢三维光学表面的造型三维光学表面的造型Á离散的数据点和表面法矢透镜的表面模型模型二次光学系统安装示意图二次光学系统安装示意图设计实例—光场分布实际设计部件仿真照度分布图新型LED路灯的特点新型LED路灯的特点Á光能的高效利用光能的高效利用Á光源为近似朗伯源，在12米的灯杆Á光源为近似朗伯源，在12米的灯杆高度的情况下，照在国家规定的高度的情况下，照在国家规定的10x40米范围内的光能80%。10x40米范围内的光能80%。应用的灵活性应用的灵活性Á每个单独LED光源系统出单个光源射的光场是相同的；单个光源Á可以根据实际路面的照明要求简单地改变LED明要求，简单地改变LED的数量而不用改动光的数量，而不用改动光学系统。学系统。系统散热及及可靠性设计系统散热及及可靠性设计Á路灯功率的估算ÀLED光效:90lm/WÀLED光效:90lm/WÀ高压钠灯光效：100-120lm/W二次光学与灯具系统效率的改进À二次光学与灯具系统效率的改进节能50%左右节能左右主干道的路灯功率应在100200W之间！主干道的路灯功率应在100-200W之间！系统散热及及可靠性设计系统散热及及可靠性设计Á系统散热必须考虑整机的低热阻Á产业化则必须考虑成本与制作的简易性Á产业化则必须考虑成本与制作的简易性被动散热系统无风扇热管等复杂被动散热系统分散型散热系统无风扇、热管等复杂及运动部件从LED寿命及灯具可靠性考虑0.5W小功率LED从LED寿命及灯具可靠性考虑，目前1-3W的LED器件最合适30WLED集成模组？30WLED集成模组实际路灯的设计外形实际路灯的设计外形照度均匀性高照度均匀性高Á照度均匀性可达70～80％；Á可以实现基本光场的无缝连接，使马路真正呈现出一条连续的“光毯”。正呈现出条连续的光毯。LED路灯应用推广的对策LED路灯应用推广的对策ÁLED路灯的推广的难点——价格¿（其它对LED产品性能的质疑属于对伪劣产品的质疑）政府、企业、社会三方共赢的解决方案：企业政府路灯改造企业政府银行节电费用返还改造支付费用银行广州科学城安装实景图广州科学城安装实景图谢谢谢谢谢谢谢谢