LED路灯照明光学系统设计及光照度分布研究

LED路灯照明光学系统设计及光照度分布研究

目录........................................................................... 错误!未定义书签。

1 绪论 (3)

1.1研究的背景及意义 (3)

1.2国内外发展现状 (3)

1.3 本文所作的主要工作 (4)

2 视网膜扫描显示光学系统分析 (5)

2.1头盔微显示器概况 (7)

2.1.1头盔微显示器的概念 (7)

2.1.2 头盔微显示器的组成 (8)

2.1.3 头盔微显示器的分类 (9)

2.1.4 微显示器光学系统基本原理 (10)

2.2 直视型与透视型微显示器光学系统............................ 错误!未定义书签。

2.2.1 反射式光学系统 (11)

2.2.2 折射光学系统 (11)

2.3.1 目镜系统基本特点................................................ 错误!未定义书签。

2.3.2 目镜系统的分类.................................................... 错误!未定义书签。

2.3.3 目镜系统的结构分析.......................................... 错误!未定义书签。

3 视网膜扫描显示光学系统目镜设计 (13)

3.1 ZEMAX软件介绍 (13)

3.2 初始结构选择.................................................................. 错误!未定义书签。

3.3 视网膜扫描显示目镜系统像差分析 (16)

3.3.1目镜系统像差介绍 (16)

3.3.2目镜系统像差特点 (18)

3.3.4色差概述 (20)

3.3.5初始结构色差的校正............................................. 错误!未定义书签。

3.4目镜系统优化................................................................... 错误!未定义书签。

3.4.1 ZEMAX基本参数描述和控制 ............................. 错误!未定义书签。

3.4.2 视网膜扫描显示目镜系统优化过程.................. 错误!未定义书签。

3.5小结................................................................................... 错误!未定义书签。

4 光学系统的公差分析 .......................................... 错误!未定义书签。

4.1光学系统公差的基本概念和知识................................... 错误!未定义书签。

4.2对样板............................................................................... 错误!未定义书签。

4.3公差分析........................................................................... 错误!未定义书签。

4.4绘制光学零件图及系统图............................................... 错误!未定义书签。

4.3.1光学零件外径余量................................................. 错误!未定义书签。

4.3.2光学零件的中心厚度及边缘最小厚度................. 错误!未定义书签。

4.3.3光学零件的倒角（GB1204-75）.......................... 错误!未定义书签。

5 总结 (21)

致谢......................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 .................................................................... 错误!未定义书签。毕业设计（论文）知识产权声明 ............................ 错误!未定义书签。毕业设计（论文）独创性声明 ................................ 错误!未定义书签。

1 绪论

1.1课题的研究背景及意义

18世纪末期到19世纪初期，煤气灯的广泛使用也促进了道路照明的发展。1879年美国发明家爱迪生制成第一只实用的白炽灯。20世纪60年代道路照明开始用高压汞灯取代白炽灯，70年代开始逐步用高压钠灯取代高压汞灯和白炽灯。近年来，随着社会的快速发展，人们在晚上的出行和以前相比增加许多，为了保证车辆和行人的安全，道路上必须具有良好的可见度，因此，人们在道路两旁运用各种光源来实施照明，这不仅给人们的出行带来方便，同时也给很多相关的产业带来了极大的发展空间。目前，路灯光源以高压气体放电灯为主，包括高压钠灯、金属卤化物灯等，同时卤钨灯、荧光灯、低压钠灯等也在广泛使用。尽管高压钠灯的使用已经相当普遍，但高压钠灯的低效率、高能耗、光污染等问题仍较为突出，随着近年来环保意识的高涨以及能源紧缺的现实，建立一个优质高效、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统就成为了各国照明领域的发展趋势。而LED(Light Emitting Diode)，又称发光二极管，作为新一代的光源，具有效率高、耗电少、寿命长、安全性高和绿色环保等优点已经逐步为人们所接受。目前，市面上单颗LED光源的实际已经可以做到了每瓦100流明，采用传统250瓦钠灯作光源的路灯，用LED光源代替之后，大概只需要60多颗LED就可以产生相同的亮度，从而极大地节省了能源的消耗。相信在不久的未来，LED光源将会完全取代传统光源。

表1 LED路灯、荧光灯和高压钠灯性能比较

性能LED路灯荧光灯高压钠灯灯具光通量（lm） 6 00 抵达路面光通量（lm） 4

消耗功率（W）103 250 200 年耗电量（度/天）（12h/天）451 1095 876

相对用电量0.41 1.0（基准）0.8