随着LED芯片光效的不断提高,LED照明应用的领域越来越广,LED的阵列照明也得到了广泛的应用,如LED显示屏、LED室内外照明、LED农业照明和健康照明等,太阳光照明更加符合人类的生存需求。LED作为新兴的照明灯具具有很好的发展前景,利用LED去拟合太阳光谱已经成为当今热门的研究方向和发展趋势。但是单颗LED发光功率较低,不能作为单独的照明灯具来使用,需要多颗LED进行合理的排列组合以达到实际的照明要求。另外在某些照明场合需要被照面达到一定的照度及辐照均匀度,因此探究不同LED阵列的发光特性（中心照度、最大照度、有效光斑半径、发散角、辐照均匀性）成为了必要。本文对LED健康照明中自然光谱拟合灯具进行研究,将AM1.5太阳光谱和CIE-D65标准光源作为目标光谱,通过有效集算法进行拟合计算,并进行了拟合优化实验,为LED太阳光谱灯的研制提供了一种新思路。进而深入对常见的圆形LED阵列、方形LED阵列、复合型LED球泡灯阵列的发光特性进行了分析。利用MATLAB对阵列中心照度E₀、有效光斑半径R、发散角?随着发光半角θ_1/2进行函数拟合,弥补了数值计算方法的不足。同时使用Taguchi方法对影响柱面接收面LED阵列的最大照度、辐照均匀度进行了因子分析,得出各因子对发光特性影响程度的大小,为机器视觉检测系统的发展提供了理论基础。最后依据LED阵列的基础对工程中的LED道路照明进行研究,选取合适的灯具进行排列,进行正交实验得到了各照明评价指标的最优水平组合,分析出各因素对照明指标的影响程度大小。并进行道路照明的优化分析,给实际工程中道路照明提供了一个很好的研究方法。