现在的交通道路照明设计通常采用常规光源的配光曲线呈广角度圆周正态分布，在道路照明设计中若采用单侧照明，这样就会造成局部光源浪费，依照现在的交通照明设计标准，道路方向路灯间距一般是3倍于灯高，采用常规光源的配光曲线将造成有些光源无法照到的黑暗地带。这不仅造成能源的浪费，也给夜间行驶带来很大的不便，产生安全隐患。

LED与传统的照明灯不同，它具有点光源、高亮度、窄光束输出等特点。设计LED路灯首先要考虑把有限的光通量充分地利用到有效的照射范围，路灯要求是路面照明效果，超出路面的空地不是路灯照明的区域。因此，有效地控制光线的分布范围，使光源发出的光成为一个长条形光带沿路面方向铺展，同时也要兼顾眩光的产生，因此对LED灯具的设计人员提出更高的要求。

在光学设计方面，LED的辐射形式有朗伯型、侧射型、蝙蝠翼型和聚光型几种。在道路照明领域，根据设计经验朗伯型和蝙蝠翼型比较适用，通过二次光学设计，使得LED的光照范围、光度曲线符合道路照明的需求。

在众多厂家推出的产品中不外乎两种方式：加透镜和不加透镜。但要强调的是，从当今LED的实际光通量、色温一致性情况看，对配光的科学设计，对历照明面的均匀度尤为重要。

在针对LED光源配光的科学合理化设计技术上，应采用简易、高效、量产、安装方便的LED聚光式反射器，提高出光效率，并能有效地控制出光角度和光强分布。高效的聚光式反射器采用类似格栅的方式，每个LED对应一个反射凹槽，凹槽内的孔位对应LED的安装位置，每个孑L位对应的LED光源的反射光在LED灯的垂直照射面上形成的光斑为椭圆形光斑，主要是利用光的反射使光能够分布在一个椭圆形的范围内。反射凹槽表面涂覆有反射膜，优选反射膜为铬膜、镍铬膜。将光源发出的光线均匀聚集并反射到所需要的区域，不仅光效高且没有明显的光斑，提高了灯具的照明距离和效果。

LED区别于传统光源的发光特点是其定向发光的特性，LED是向半空间发光的光源，而传统的高压钠灯和金卤灯等光源都是向全空间发光的。从反射器对光线出射表面的包络角来比较，传统光源发出的很大一部分光线需经过光学系统反射或折射后才能出射，光学系统对光线的利用效率决定了灯具的整体效率，并且传统光源自身体积较大，吸收反射后的二次光线而降低灯具效率的情况也较为严重oLED向半空间发光的特点使得光源对光线吸收的比例大大减小，这是LED灯具在灯具效率上的优势之一。

其次，LED具有体积小、近似于点光源的特点，除了避免光源对光线的吸收和遮挡外，也给配套灯具的二次光学设计提供了极大的方便，保证了光学结构的高效性和对光路控制的准确性。应用在灯具设计的非成像光学很大一部分是对经典几何光学的实际应用，即大量地应用二次甚至多次曲线来作为灯具反射器或透镜的母线。光源自身越接近点光源，便越能满足经典几何光学的近似条件，使设计更接近实际结果并且光学器件对光线的控制能更加精准。

道路是向纵向延伸的矩形区域，由此道路照明灯具应将光源发出的光线在空间上合理分配，最终在路面形成亮度均匀的矩形光斑。目前，用于道路照明的LED多为大功率白光LED，考虑到LED光效随电流变化，通常选择它的工作电流为350mA即单只功率约1W的LEDo这类LED的光强曲线多接近朗伯分布，若不经光学设计，简单地将LED以阵列的形式排列组合成照明系统，那么最终在路面得到的只能是中心亮四周暗的圜形光斑，势必造成能量的浪费。因此必须对LED灯具进行二次光学设计以在路面上形成一个亮度均匀的矩形照明区域，充分有效地利用光源的光通量，实现理想的照明效果，以高的光线利用率指标来拉近LED与高压钠灯在发光效率上的差距。

通过设计一种光学透镜，并封装在大功率LED光源上，通过该透镜对光源的发光方向做出改变，使其传播方向发生偏移，以达到提高灯具的照明利用率、保证夜间行车安全的目的。

根据光的折射光线在经过不同的传播介质时，会在界面上发生传播方向的偏移，偏移的方向同入射角度及所经过的传播介质的折射率有关。设计的透镜顶部是一个倒圆角的矩形，此矩形与水平面保持一定的斜度，通过光线的折射达到光线偏移的目的。

适合LED的光学镜头从原理上分主要有：反射式、折射式和反射折射相结合的方式。不同方式侧重保证的指标不同，原因之一是不同二次光学形式相对LED发光面的包络角不同，包络角是指二次光学结构的某一剖面线包含光源的角度，一般而言，包络角度越大二次光学器件对光线的控制能力越强，设计过程中的可控因素越多。

LED光源之所以适合用于局部照明，是由于LED模组在生产时就可以制作成各种发光角度和各种功率的产品，利用特定发兆角的光源做局部照明可以使光源发出的光得到更有效的利用，和传统的不便控制发光角度的光源相比，可以用比较小的功率达到同等要求的照明效果，从而实现节能的目的。

在道明照明设计中，灯距一般是灯高的3倍，而灯高一般等同于道路的路宽，根据几何三角关系可以计算出照明灯具的配光角度应当为Co/180方向约140°，C90/270方向约80°。为了提高路灯在道路照明利用率，使灯具的发光光强中心往道路方向倾斜一定角度，理想状况是光强中心落在道路中心线上。考虑到路灯灯具本身与水平方向会有大约10的仰角，依据几何三角关系可以计算出灯具发光光强中心要往道路方向偏移15°～20°透镜装配在LED支架上，支架上固定有大功率LED芯片。透镜的表面上可以增镀增透膜，在透镜与芯片间的空腔采用耐高温硅胶灌封，以减少光线在空腔中的多次反射，直接通过透镜折射出去。此款透镜相对常规LED透镜来说，起到偏光增透作用，相当于二次光学透镜与一次透镜融为一体。

照明用LED的最大特点是具有定向发射光的功能，因为大功率LED都装有反射器，并且这种反射器的效率都明显高于普通灯具的反射器效率。另外，在LED的光效检测时已经包括了自身反射器的效率。采用LED的道路灯具应尽可能地利用LED的定向发射光的特性，使道路灯具中的各个LED分别直接把光线射向被照路面的各个区域，再利用灯具反射器的辅助配光，来实现很合理的道路灯具的综合配光。应该说，道路灯具要真正做到符合CJJ45-2006和CIE31以及CIE115标准的照度和照度均匀度要求，灯具内应包含三次配光的功能才能比较好地实现o~而带反射器的并且具有合理的光束输出角度的LED本身就具有良好的一次配光功能。在灯具内，按照路灯的高度及路面宽度设计各个LED的安装位置和发射光的方向就能实现良好的二次配光功能。在此类灯具中的反射器，只作为辅助的三次配光手段，来保证道路照度有更好的均匀度。

LED的二次光学设计决定了LED路灯的配光及光输出效率，是评判LED路灯整灯质量最重要的组成部分之一。在实际道路照明灯具的设计中，可采用在基本设定每个LED投射方向的前提下，把每个LED用球形万向节固定在灯具上j当舸具使用于不同的高度和照射宽度时，可通过调整球形万向节使每个LED的照射方向都达到满意的结果。在确定每个LED的功率、光束输出角度时，可根据E(lx)I(cd)/D(m)² （光强和照度距离平方反比定律），分别计算出各LED在基本选定光束输出角度时应该具备的功率，并且可以通过调整各LED的功率及LED驱动电路输出给每个LED不同的功率来使每个LED的光输出都达到预计值。这些调整手段都是采用LED光源的道路灯具所特有的，充分利用这些特点就能实现在满足道路路面的照度和照度均匀度的前提下降低照明功率密度，达到节能的目的。

路灯主要是为了照亮路面，因而属于局部照明。对路灯产品来讲，与车灯、电筒等产品的光照要求不同，光束要求有一定的范围，市场现有的产品一般采用透镜来解决这个问题。

不同特性的LED配用不同屈光度的透镜，互换性不好。为解决这个问题，光源室采用内置导光多角度平面合理组合的方法，成本低，可适用于不同LED（不同的LED其发射角不同，只要选择不同的导光面安装LED模组即可以改变出光的角度）。另外，其出光是一规则的长方形照射面，其照射面更宽，而且亮度增大，路面照射均匀。路灯在路面照射面的照度范囤、形态和照度的均衡问题采用在不同的内置导光面安放不同功率的LED模组，使整个照度范围内路面的光强大并均衡。