LED有着很多的优点，由于其体积小的内在特征，它可以最理想的去替代传统光源；大多数LED的芯片基本被封装在环氧树脂里面，由于体积很小，所以LED芯片都很轻；一般LED的耗电量非常低，一般来说LED消耗的电不超过0.1W；它是使用寿命可达10万小时；它相对于白炽灯和HID，可以提供更好的亮度，但相反造成更低的热量；由于LED被封装在环氧树脂里面，灯体不容易松动，也就是不容易损坏。此外，LED是一种无污染制造的等，并且可以循环利用，与现代科技可持续性发展的理念相符合。

1.1本课题的目的和意义、国内外研究现状和发展趋势

1.1.1 课题的目的和意义

    随着半导体芯片与封装技术的发展，LED 的发光效率得到迅速的提升。LED 具有体积小、寿命长、电光效率高、环保节能等诸多优点，被广泛应用于LED 路灯照明并成为研究热点。LED在生活中的应用越来越广泛，例如：LED显示屏、交通信号灯、景观灯照明等一系列的应用。2009 年，国家科技部推进“十城万盏”计划，带动了全国各地掀起LED路灯产品设计与研究的热潮。

    目前，用于LED 路灯的瓦级白光LED 光源的光强分布均为朗伯型(lambertian distribution) 分布，若未经过一定的配光设计，则LED 路灯照射在道路上的光型将呈圆形的光斑]，而圆形光斑难以实现较好的照度均匀度，并造成靠近LED 路灯杆的下方比较亮，两根灯杆之间容易出现暗区。此外，LED 路灯照射的光约有50%散落在道路之外没有被充分利用起来，同时会对远处的车辆或行人产生眩光，与之使道路照明的要求不符。因此，我们提出了一种花生米形状的LED路灯透镜的设计，通过对所设计的透镜进行光学追击，获得相应的光学追击结果，验证该透镜的利弊，证明花生米透镜在LED路灯透镜设计中具有良好的实际应用前景。

本课题应用光学仿真软件，对LED路灯的透镜进行设计与优化，来达到不同配光方案的光学设计效果。采用花生壳透镜作为LED路灯的配光设计，能够得到蝙蝠翼配光曲线，进而获得道路照明的矩形光场。矩形光场能在同 时满足对路面照明亮度、照度要求的同时，能提高 光能的利用率，且有利于均匀度的提高。因此， LED路灯的光学系统设计是其应用于城市道路照 明的关键之一。通过光学系统设计，将LED发出的光分配到所需照射的区域，获得符合道路照明的矩形广场分布。通过改变发光光源的个数，感光区域的大小，路灯模拟的高度不同，得到不同的配光曲线，从而获得花生米透镜对于LED路灯的影响。

1.1.2国内外研究现状与发展趋势

2论文主要研究内容与原理

2.1  研究内容及应用软件

我们使用SolidWorks建模软件进行建模，再将建模完成的模型导入ZEMAX光学模拟软件，应用光学仿真软件，对LED路灯的透镜进行设计与优化，来达到不同配光方案的光学设计效果。我们采用了一种花生米形状的透镜来作为LED路灯透镜，进行LED路灯的配光模拟和仿真，希望通过光线追击得到蝙蝠型形状的配光曲线，进而获得道路照明的矩形光场。本技术均以单颗LED为仿真条件，设置单颗发光光源的光通量假设=1瓦，路灯灯杆高度为8米。实际情况如果路灯灯头是若干颗LED，则相应地面照度值增加。实际情况如果路灯灯杆高度是其他尺寸，则地面长方形区域按比例缩放、且区域内光通量不变、照度按比例缩放。在花生米透镜作为二次透镜的情况下，LED路灯的均匀性更加，在照明选择下更可取。

我们采用了一种用花生米形状的透镜作为路灯透镜，对拥有这样形状透镜的LED路灯进行配光设计，目的是得到一个蝙蝠型形状的配光曲线，进而获得道路照明的矩形光场。针对LED道路照明需求设计光学系统，对LED芯片发出的光重新进行分配，获得满足城市道路照明设计标准的矩形光场。在LED光学系统设计中，一次光学设计(一次配光)和二次光学设计(二次配光)均可获得矩形光场。通常认为，一次配光采用特定的透镜封装得到良好的蝙蝠翼配光曲线，获得矩形光场分布，但封装透镜特殊通用性差：二次配光对常规朗伯LED光源采用特定二次透镜也可得良好的蝙蝠翼配光曲线及矩形光场分布，但二次透镜的使用会增加至少两个面的菲涅尔损耗。我们使用相应的光学模拟软件，通过使用ZEMAX和Trace Pro这两个光学模拟软件，设置好模型才之后，通过光学模拟和追击，获得相应的数据或图片，来证明花生米透镜对于LED路灯的光路改变和提高有着很不错的影响和改善。文献综述 SolidWorks+TracePro+LED路灯的透镜设计(2):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_43814.html