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LED固态半导体照明技术及LED路灯透镜光学的设计
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二次光学是直接决定 LED 路灯的输出效率、配光分布、均匀度及眩光程度的重要环节。绿色环保的城市道路照明要求 LED 路灯产生正好覆盖马路的长方形的光斑，对马路之外的其他地方譬如居民楼和建筑物的光污染尽量的少。XY 非轴对称的自由曲面二次光学的配光设计，是实现此目标的最好的方法。使得在单个透镜模组上就可以完成高效率长方形的输出光斑、蝙蝠翼形的远场角度分布、以及实现截光设计。整个灯头的结构变得非常的简洁，只要将这些完成配光设计的 LED 透镜模组，按照同一个方向排列在一块平面的 PCB 板上即可，简化了 LED 路灯的机械结构、散热管理、以及电源控制的排布。本文介绍了一种全反射型的二次光学透镜的设计，该透镜可以实现很高的输出光效率、蝙蝠翼形的配光曲线分布、以及较均匀的长方形光斑。
二次光学设计是决定 LED 路灯的配光曲线、输出光效、均匀度、以及眩光指数的一项重要技术。现有市场上大部分的高功率白光 LED 的光度分布是郎伯分布，光斑是圆形的，峰值光强一半位置处的光束角的全宽度约为 120°。LED 路灯如果没有经过二次光学的配光设计，那么照在马路上的光斑会是一个“圆饼”，如图 1（a）所示，大约 1 半左右的光斑会散落到马路之外而浪费掉，并且光斑的中间会比较亮，到周围会逐渐变暗。这种灯装在马路上之后，路灯之间会形成很明显的明暗相间的光斑分布，对司机造成视觉疲劳，引发事故。这种情况下的 LED 路灯就不能叫做“节能”和“绿色照明”了。
图 1（a）没有经过二次光学设计的 LED 路灯的光斑，（b）经过二次光学配光设计的 LED 路灯的光斑
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