在半导体照明备受关注并且逐步推广的大背景之下,以LED为光源的道路照明成为LED进军普通照明领域的切入点。而现阶段的LED道路照明技术在光学设计、驱动设计、热管理、结构设计、系统集成等方面均为发展成型,尚存在诸多有待研究和开发的课题与难关。本课题运用非成像光学设计理论,集中研究并设计了两款LED道路照明灯具的二次配光器件,并将其整合入LED道路和隧道照明灯具,试制得到LED路灯和隧道灯样灯,并都进行了道路实地挂灯测试。完成了从设计-加工-应用这一完整的流程,从工程应用的角度,以实际的应用效果验证了设计的科学性与合理性,并且丰富了非成像光学理论的应用。本课题完成的工作集中在以下几个方面:(1)全面综合的介绍并分析了LED作为光源在道路照明领域应用的情况和特点。(2)介绍了非成像光学设计理论,具体阐述了最大收集率和光学扩展量在非成像光学中的应用,并详细推导了非球面光学系统中空间光线追迹。(3)运用非成像光学设计理论设计并优化得到两款配合大功率白光LED光源(Cree XR_E)在目标照明面上投射出照度均匀度的矩形光斑的二次配光器件。(4)经过加工试制得到两款二次配光器件,对其分别进行了光度学测试和分析,以试制器件的实际配光效果印证设计的正确性与器件加工质量。(5)将LED光源、二次配光器件与驱动电路、散热结构、灯具外壳结构整合集成为完整的LED道路照明灯具系统,并对整个系统进行光、电、热灯参数和效率指标的测试和计算。(6)将集成后的LED道路照明灯具选取合适的应用场合、设计合理的安装要求,进行现场试挂并对其照明效果进行测试和评估。