ID：七庙
2012.3.1
目录
一．前言 (1)
2.1道路基础概念及分类 (2)
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2.2道路的横截面与照明 (2)2.3道路的纵向照明 (3)
2.4纵向配光曲线 (4)
2.5横向配光曲线 (4)
襄阳东站无头女尸三．条件设定 (5)
3.1道路的设定 (5)
3.2灯杆及排布设定 (6)
3.3达标要求 (6)
四．光的设定与分析 (6)
4.1设计的基础理念 (6)
4.2控光区域的划分计算 (7)
4.3虚拟光型的建立 (8)
五．光源的设定 (9)
椒盐噪声5.1光源文件的建立与分析 (9)
翁同龢日记
5.2灯珠设定与外形分析 (9)
5.3介质内临界度分析 (10)
5.4基于Tracepro的常规数据分析 (11)
5.5常规分析的汇总 (12)
5.6虚拟积分球-环带光通量 (13)
5.7环带光通量的分析 (14)
六.透镜设计方法 (14)
6.1折射定律的推导 (14)
6.2光学系统 (15)
6.3建模编程 (16)
七．设计初步结果 (18)
7.1设计稿简介 (18)
7.2光形分析 (20)
7.3光透射率模拟 (21)
八．环境内模拟与计算 (21)
8.1模拟环境的回顾 (21)
8.2环境构建与模拟说明 (21)
8.3照明结果 (23)
九．矩阵计算照明 (24)
一．前言
本文覆盖两大部分内容：1.道路照明相关介绍与技术常识，2.LED路灯透镜设计等相关内容。两大部分紧密相连互相依存。
透镜设计的前期工作是明确透镜设计的面向对象。不同的道路情况适用于不同的透镜，单纯的利用一款光型的透镜设计的灯具很难满足不同特点道路的要求。例如，C0-180°发光角度较小的灯具往往不 适用于较为宽阔的路面，而发光角度较大的灯具应用在支路则会产生光资源的浪费。另外前期在工作中可以针对的道路可以进行分类，比如：较为宽阔的路面、中等宽度路面、窄路面等等，这些都可以根据公司产品情况进行自己设定。然后根据自己的分类进行数据分析，得到数据的范围根据范围进行编程及建模。另一个重要步骤就是光源文件的分析，甚至光源文件的数据建立。对光源的理解程度在设计之处就决定了是否可以产生优秀的设计作品。
设计的中期牵涉到主要问题是数据模型的不断修正、校验，而后期则大部分时间在于透镜的校验模拟和余量及开模的评估等。
一款完美的路灯透镜所带来的各种影响较为深远且使用期限可以达到三年甚至更久。所以LED路灯透镜的设计是LED光学设计里难度最大、最为严谨的的工作。
关于设计的方法，目前国内许多透镜设计师的主要设计领域集中于par灯及各类小型灯具光学器件，真正独立制作LED路灯透镜实际不多，而路灯透镜的设计难度远高于小型灯具透镜，因此设计的方式和方法长久以来鲜有人知晓。以作者本人来看，任何透镜的设计方法与流派都需要以设计师本身的实际情况为基础。有人通过大量的运算进行设计：如国内著名的丁毅博士等人若干年前曾经进行大量曲面运算试图求得完美的路灯透镜，也有人从基础光路分析进行设计，还有人通过辐射能的分布进行透镜设计等等，总之一句话，到最适合自己的设计方式及设计软件，摸索到一条最适合自己的设计套路才是最好的方式。
本人在这篇文章撰写的同时设计了一款基于实际光源的LED透镜草稿，采用了目前最为主流的配光方式作为范本，本文以这个透镜的设计为主线路引领大家纵观整个设计的流程。但由于时间紧迫这款透镜仍旧不够完美，希望大家可以将其改善。
二．道路基础分析
2.1道路基础概念及分类
在城市范围内，供车辆和行人通行
的、具备一定技术条件和设施的道路。按照
道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿
线建筑物和城市居民的服务功能等，城市道
路分为快速路、主干路、次干路、支路、居
住区道路。
快速路express way
城市中距离长、交通量大、为快速交通
服务的道路。快速路的对向车行道之间设中
间分车带，进出口采用全控制或部分控制。
主干路major road
连接城市各主要分区的干路，采取机动车与非机动车分隔形式，如三幅路或四幅路。
次干路collector road
与主干路结合组成路网起集散交通作用的道路。
支路local road
次干路与居住区道路之间的连接道路。
居住区道路residential road
居住区内的道路及主要供行人和非机动车通行的街巷。
机动车车道
机动车行驶的道路。一般而言，机动车道所属区域在道路的中间。按国家公路建设规范，连接城市与城镇间的三级及以上等级单向多车道公路每个机动车道的宽度是3米，三级及以上单向单车道公路每个机动车道宽度为3-3.5米。城市干道机动车道为3.5米宽。而高速公路车道一般在3.5-3.7米。
2.2道路的横截面与照明
路面的横截面主要部分是路面的宽度，干道往往有机动车道、绿化带、人行道组成，也有城市道路设有专门的自行车道，如前上一节所说机动车道一般在3米以上，而根据《城市道路交通规划设计规范》的要求，人行道的宽度在2.5米-3米。绿化带宽度无定性要求，往往根据道路宽度设计。
对于横截面来讲，路灯灯具C90°-270°轴面与之共面。在此轴面中路灯的照射角度与道路宽度能否被光线完整的覆盖有直接联系。假设灯具中心高度为h，如果C90°-270°面采用对称型配光的方式则设发光角度为a，灯具仰角为b，而设置灯具中心点下投影前方极限距离为s1，则s1的数值为：
--------------------------------------------------
>>y='tan(1/2pi-b-1/2a)*h';
a=?;b=?;h=?;s1=?;
C=eval(y),
C=?
---------------------------------------------------
灯具中心轴在C90°-C270°轴面中与水平面的夹角设为y，则y值为:
---------------------------------------------------
>>y='(1/2pi-b)*180/pi';
b=x;
c=eval(y),
c=?
--------------------------------------------------
这里需要强调的是，极限的照明角度并不是有效的照明角度，有效的照明角度往往具备以下特征：1.区间内强度较高2.往往介于半光强角度与中心光强角中间位置。但是一条道路的照明不仅仅局限于一盏灯具的效果，而是多盏灯具效果的叠加，这就意味着非有效照明经过多次光斑的叠加以后可以成为有效照明。
10%扩散角度与半光强角度的夹角亦会对此轴面照明产生影响，对于较窄的小路扩散角度过大会产生光资源的浪费，而对于较宽的道路如果扩散角度太小则会影响道路的均匀度和平均照度。
2.3道路的纵向照明
道路的纵向面与灯具C0°-180°平行或共面。影响纵向照明的主要因素在于灯具的光强分布，峰值光强角度、光型对称程度、扩散角度、中心光强都会影响到纵向照明的结果。
纵向照明中主要设计在于路灯间距的设计，根据灯具配光情况可以分析出最佳的间距排布，在这方面亦有估计标准。根据《CJJ45-2006城市道路照明设计标准》规定不同类型的路灯间距如下表：
用褪笔写借条
纵向照明中主要的指标在于亮度纵向均匀度，其在道路照明中十分重要，也是衡量一条道路是否可以达标的重要因素之一。亮度纵向均匀度是指同一条车道中心线上最小亮度与最大亮度的比值。道路纵向均匀度不够容易引发司机视觉疲劳从而造成交通危险。
2.4纵向配光曲线
一款路灯配光曲线第一个要点就是C0°-180°
配光面，在这个轴面上较为常见的配光是蝙蝠翼型，
废都性描写中心光强较低，两边侧翼伸展，翼尖为最大光强。这
种路灯设计基于的思想是随着地面至光源的距离的
不断增加为维持地面照明效果的均匀，其所需要的照
度也越高，如下图所示，在出光面之于地面的控光范
围内中心点投影与有效发光范围所形成的矩形斜点
距离最远，则在此方向上所需要的光强亦最大，这便
是峰值光强趋近位置。随着距离越来越离光源中心靠
近，光强相对回落。这种构思是一种理想化的设计，但是由于现实中由于技术的局限，往往会使纵向均匀度较低。
事实证明纵向均匀度与曲线底部弧度情况有
关，弧度趋近于水平时亮度纵向均匀度越高。但是
不同的路面所需要的并非一定是齐平的弧度，往往
接近水平时候，光的扩散也会随之增大。对于较小
的路面，则需要仔细进行数据的调节才可达到最优
化。
2.5横向配光曲线
既C90°-270°配光曲线，在这个周面上所采
用的配光技术主要分两种：对称型、非对称型（偏
心型）。
对于一般的小路，对称型配光与偏心型配光效果相差不大。往往对于路宽小于
