【正文】 S2 S3 S4 S5 S6 ，設(shè)計多向基板，如下圖：左右二角等視圖下視圖右視圖上視圖以上設(shè)計充分考慮了“機(jī)動車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值” 中的“路面照度”、“平均照度”、“照度均勻度”、“環(huán)境比”等，另外特別考慮了路燈的能源利用。將計算出功率的LED調(diào)整各LED的功率、LED驅(qū)動電路輸出給每一個LED不同的功率以及每個角度LED的個數(shù)，安裝在以上設(shè)計的多向基板對應(yīng)的角度上，將使LED的二次配光更符合道路照明的要求。另外“機(jī)動車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值”中“路面亮度”在考慮路面照度時已經(jīng)考慮進(jìn)去，無需重復(fù)。下面我們將進(jìn)一步討論眩光的基本知識以及論述優(yōu)化以上設(shè)計的反光鏡，透鏡的設(shè)計。 配套反光鏡、透鏡設(shè)計論述 眩光眩光，分失能眩光與不舒適眩光。凡是降低人眼視力的眩光稱為失能眩光，凡使人產(chǎn)生不快之感的眩光稱為不舒適眩光。眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素之一。眩光的產(chǎn)生分為直射和反射兩種。直射眩光是在觀察者正常視覺范圍內(nèi)出現(xiàn)過亮的光源而引起的，反射眩光是觀察者在光滑表面看到光源的映象而引起的。另外由于空間明暗比過大出現(xiàn)的眩光稱之為對比眩光。在道路照明中眩光與燈具的配光、燈具間距和安裝有關(guān)，產(chǎn)生眩光的主要因素為：光源的亮度（亮度越高，眩光越顯著）；光源的位置（越接近視線，眩光越顯著）；光源的外觀大小與數(shù)量（表觀面積越大，光源數(shù)目越多，眩光越顯著）；周圍的環(huán)境（環(huán)境亮度越暗，眼睛適應(yīng)亮度越低，眩光也就越顯著）。道路照明中為避免眩光，對于亮度在20000cd/m以下的光源應(yīng)采用半透明漫反射，改善燈具發(fā)光面，降低其亮度，或用反射器、格片或反射器格片組合來遮擋光源燈具，使光源無法直接進(jìn)入人眼中。遮光燈罩可以隱蔽光源，避免眩光。遮擋角與保護(hù)角之和為90。眩光的程度還與發(fā)光體（發(fā)光的映響）相對眼睛的位置、角度密切相關(guān)，角度越小眩光現(xiàn)象越強(qiáng)。為減小眩光，《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》還規(guī)定快速路、主干路必須采用截光型、半截光型燈具；次干路應(yīng)采用半截光型燈具；支路宜采用半截光型燈具。布置仰角不宜超過15度；燈具最大光強(qiáng)方向和垂直夾角不宜超過65度。以往在道路照明中往往還有一種誤解，以為光源越多、表觀面積越大，照明效果越好，實際上這只是滿足人們視覺感觀的要求，對提高照明效果并無多大好處。發(fā)光點(diǎn)的增多、發(fā)光面的增大，反而讓夜行者注意力不集中，加大出現(xiàn)眩光的機(jī)率，對安全造成隱患。為此，在立體交叉的照明中，不宜設(shè)置太多的光源燈具，應(yīng)優(yōu)先考慮采用高桿照明。道路照明中，環(huán)境造成的眩光一般還出現(xiàn)在明暗環(huán)境的過渡處。從亮環(huán)境到暗環(huán)境或從暗環(huán)境到亮環(huán)境，人的視覺有個適應(yīng)過程，前者叫暗適應(yīng)，后者叫明適應(yīng)。暗適應(yīng)比明適應(yīng)所需時間長，而且適應(yīng)的時間與亮度差有關(guān)，因此為避免此類眩光產(chǎn)生，道路照明的燈具不應(yīng)有明顯或過多的明暗相間光分布，本文的多向基板設(shè)計充分考慮以及克服了這類眩光。目前， CIE及部分國家的眩光控制標(biāo)準(zhǔn)，給出了眩光控制等級（G）及閾值增量（TI）的具體數(shù)值，有的還在沿用CIE1965年的標(biāo)準(zhǔn)。考慮到我國的具體情況，按G和TI的具體數(shù)值限制眩光還是有困難的，而且一般認(rèn)為采用截光型和半截光型的燈具，G和TI的具體指標(biāo)大多都能夠滿足。本文利用多向基板設(shè)計的燈具滿足采用截光型燈具的標(biāo)準(zhǔn)。 配套反光鏡、透鏡設(shè)計論述考慮到每顆LED光線分布的主要光強(qiáng)應(yīng)集中在較小的角度范圍內(nèi)，以使光線服務(wù)于設(shè)計的路面面積，不至于使光線發(fā)散、過多疊加而導(dǎo)致計算出功率的LED在對應(yīng)角度照射面積的照度過多偏離我們的設(shè)計。我們采用朗柏圓型光度曲線的LED燈進(jìn)行經(jīng)過反光鏡的光度曲線優(yōu)化設(shè)計，而不用蝙蝠翼型，使得經(jīng)過反光鏡發(fā)光射出的光線較少，提高光線利用率。反光鏡的設(shè)計以照度距離小的LED燈反光鏡角度大，經(jīng)過反光鏡的光線少，而照度距離大的LED對應(yīng)的反光鏡角度小，使得主要光線照射需要的照射面上。另外在照度距離長的角度位置的LED的反光鏡，由于朗柏圓型光度曲線的LED燈在60度的角度上還有較大的光強(qiáng)分布，如果純粹用反光鏡以使主要光強(qiáng)集中在計算的照射面內(nèi)，需要使得大部分的光線都經(jīng)過反光鏡，將降低光線利用率。因此可結(jié)合透鏡的設(shè)計，以最大化光強(qiáng)利用率為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計出對應(yīng)角度的發(fā)光鏡，透鏡，以優(yōu)化光強(qiáng)配置。透鏡反光鏡設(shè)計可遵循：近區(qū)域用裸LED；中間區(qū)域用帶反光鏡的LED；遠(yuǎn)區(qū)域結(jié)合反光鏡及平行光透鏡的LED。具體的設(shè)計不在本文的討論范圍內(nèi)。結(jié)論：我們假設(shè)利用光學(xué)透鏡進(jìn)行光線特性設(shè)計的路燈中，透鏡透光率為90%，反光鏡反光率為80%，光線的空間利用率為85%。直接經(jīng)過透鏡出射的光線占總光線的80%，經(jīng)過反光鏡再經(jīng)過透鏡的光線占20%。則可計算光線利用率為: 167。1=（80%90%+20%80%90%）85%=% 而如果利用本文設(shè)計的多向基板，少部分LED使用透鏡。假定直接發(fā)射出的占60%，經(jīng)過反光鏡直接射出的光線占30%，經(jīng)過透鏡的占7%，經(jīng)過反光鏡再經(jīng)過透鏡的占3%，光線空間利用率為90%。則可計算光線利用率為：167。2=（60%+30%80%+7%90%+3%80%90%）90%=%傳統(tǒng)燈具照明路面效果圖及多向基板設(shè)計照明的路面效果圖對比：特殊設(shè)計后的路面照明效果傳統(tǒng)燈具路面照明效果因此經(jīng)過本設(shè)計的LED燈在道路照明的應(yīng)用，可使光線利用率提高逾9%。同時本設(shè)計使得光線在每個角度的照度都相對均勻，以符合機(jī)動車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值。，利用這個特點(diǎn)設(shè)計的燈具又節(jié)約了很大一部分光線。而設(shè)計出的燈具符合截光型燈具特點(diǎn)，減少眩光，為道路行駛安全提供保障。致謝語：，使得我們成為全校10屆最早做畢業(yè)設(shè)計的學(xué)生。感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)特別是選培辦領(lǐng)導(dǎo)的對這次畢業(yè)設(shè)計付出辛苦的協(xié)調(diào)工作。感謝王亞軍老師全程指導(dǎo)，在我準(zhǔn)備考研的那段時間里，一直默默地支持。感謝我的本科生導(dǎo)師呂毅軍老師，在這次畢業(yè)設(shè)計最迷茫的時候，給了我最重要的資料以及設(shè)計思路。 參考文獻(xiàn)： 高鐵成等 《LED路燈的二次光學(xué)設(shè)計》 《中國半導(dǎo)體照明》中國半導(dǎo)體照明電子雜志2009年第十二期總第三十四期 《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》. 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 452006號文件 百度百科 （百度搜索引擎輸入“LED”、“LED結(jié)構(gòu)”） 陳元燈 《LED制造技術(shù)與應(yīng)用》 電子工業(yè)出版社, 2007。110 陳明祥等 《大功率白光LED 封裝設(shè)計與研究進(jìn)展》 張東春等 《照明用發(fā)光二極管封裝技術(shù)關(guān)鍵》 戴維德 《大功率LED的散熱設(shè)計》 錢可圓等 《大功率LED的封裝技術(shù)》 林忠等 《大功率LED路燈散熱》 1 陳螢等 《大功率LED散熱與誤區(qū)》 1 張君盛等 《改善大功率LED散熱的關(guān)鍵問題》1 曹正芳等 《光學(xué)設(shè)計在大功率LED道路照明上的應(yīng)用》 照明工程師社區(qū)1 周廣郁 《道路照明中的眩光》 TU11 Cree 公司 《LED 照明系統(tǒng)設(shè)計指南完全版》1 侯俊 《LED燈在道路照明方面的應(yīng)用》 萬方數(shù)據(jù)庫