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1、海峡两岸第十五届照明科技与营销研讨会 L E D 路燔煌具光型分析舆道路照度模掇 江松柏郭玉萍 于度潭李聪玲 ( 工粱技衍研究院能瑕所) 1 前言 近年柬，能源儇格的不断飙高，使得斡多新典能源虑用舆筒能题材的麈品，受到世界 各圜的注意；其中L E D ( L i g h tE m i t t i n gD i o d e ) 即是捷有筋能舆瑕保题材的重要虑用之一。 随著骚光二檀髓裴光效率的不断提高，矮光二楹髓燕疑稳近戏年柬最受重视的光源之 一，不输是美固、日本、台湾或是即将翠辨奥遇的北京，皆投入大量圈家缝黄，徒事相嗣 的研究。於取代室内照明之前，目前最被大家看好的切入居面即是L E D 光源虑
2、用於路烃模 组的毅孰由於具有超遇5 0 ，0 0 0 小畴的畏效毒命大幅减日後的维修成本舆可减少3 0 5 0 的耗罨量，使得孩麈品的市埸舄兵家必孚之地。 目前透遇L E D 光源作耦照明毅卦的光孥手段，舆傅统烃具有所差冥，主要傺因鹑其光 孥特性相鞍於傅统缘光源或是柱髓光源有著明颞的差巽。L E D 的黠光源的特性，使得L E D 光 源特性有著辉度遇高以及炫光的周题我生。现今相网光孥研究中，多是利用主要的三獯光 孥毅针方式逵成所需要的二次光孥设针，期能於被照平面逵到所需照度。孩三檀方式主要 赫 1 夕b a n - 次光孥透镜，利用折射逵成光徭改燮。 2 利用反射罩集光舆投射。 3 利用搪散
3、膜逵成均匀光源要求。 上述三檀方式各有其侵缺黠，利用透镜的方式可大幅度缩小烃具髓稽，郁有整髓光孥 效率低下的同题。反射罩的毅针可獾得最佳的光孥系统效率，御也因光孥残何结耩的设针 不易，使得袋造成本大幅度的拉升，不易定位也成捣量崖的隐委。而掳散膜舍带柬光穿透 率的大量折损，使亮度降低，使得光源缝辉度明颞地下降。上述的光孥效率低下，将使得 亮度降低舆整髓烃具光孕效率不佳。因此，只好以增 J I L E D 敷量或是提高功率柬獾得更多 - - 4 3 4 。_ 海峡两岸第十五届照明科技与营销研讨会 的光通量，反而燕法逵到筋能溅碳的效果。增力I L E D 将更靴毅针散熟、增力f l L E D 光源
4、模组的 厚度，甚至是用鼋增加，一般而言，L E D 焙具的光孥效率最高约捣9 0 ，若再考量鼋源供虑 器舆温升的光孥性能衰退，约捣2 5 的性能损失，合静最高光擎效率稳6 7 5 ，稳目前市面 上所常兄的L E D 燔具光单效率。 目前路烃使用光元，大多保使用蓝光加上Y A G 萤光粉的毅针，没有U V 紫外缘外波颇 虑。如果搭配多色的餐光粉，或是使用三原色( R G B ) 的L E D 模组，可在色彩鲍和度明颞高於 傅统C C F L ，但是大幅度增加成本以及效率仍不足的缺黠，是得虑用上大羯不易。 雕然L E D 背光有诸多侵黠，但也有其缺黠。首先是骚光效率，以相同的耗鼋量而言， L E
5、D 蓝不及一般路煌烃源的光源效率，目前市售的L E D 光源约捣8 0l m W ，钠烃稳1 0 0l m W 以上，高温钠烃甚至可高逵1 5 0l m W 。输其L E D 光源的侵势，在於其演色性可高逵，蓝光 晶片搭配Y A G 萤光粉的毅静约可逵7 0 ，相较於纳烃2 0 、3 0 的演色性，可於夜同提供用路人更 佳的光孥品黉。另一方面，L E D 作药照明光源柬源畴，舍有大量的致熟量尊致L E D 元件崖生 性能低下的情形出现，蓝且尊致L E D 虚品的功能麈生使用寿命缩短舆光孥特性改燮的情形 出现。除此，必须封生虚出束的L E D 造行光孥特性上的挑送，将大量特性一致( 驱勤鼋 壁、
6、波畏、亮度、色温) 的L E D 用於同一倜光源中，此一挑遴成本将大幅度增加裟作成 本，尤其以大型光源的成本增加幅度更鹅颞著。 惩藉的其轻、薄、短、小的特性，及其耐震等特黠，L E D 羯未柬最被看好的第四娱光 源。然而，目前L E D 联展的困鞋捣L E D 的族光效率馑约2 0 3 0 ，而其L E D 路燔道路光型 的法规仍於草凝陪段，何獯烃具之光型特性能麴獾得良好的路面照度舆均匀度，仍燕明碓 的定输。本研究希望透遇目前市售的烃具模组，藉由其光型分析模凝寅隙道路的光擘性耍， 作捣未柬於熔具阴骚遇程中的重要参考。 2 研究方法 本研究之利用I E S 烃具光型系统，量测市售多盏燔具的配光曲
7、缘圆，透遇後透遇模撮分 析的方式封输其最高舆最低照度、平均照度等。藉由分析的道路光型，抨估不同的燔具光 型，封於孩道路设定的烃具撮设方式，有著何獯差冥。透遇寅隙道路光型模掇的方式，可 抨估用路人使用畴，是否舍面晦到光源照射不足的情形出现，或是出现所捐光斑的情形出 现。光斑情形的出现，将使得道路的照度均匀度大幅度地下降，使得行卓人具祝甓羝法於 - _ 4 3 5 - 海峡两岸第十五届照明科技与营销研讨会 短峙同虚生交换的祝冕切换，亦舍大幅度增加视甓的疲劳。 透遇I E S 所模凝的罩煌烃具光型资料，将其光源展阴角度舆光通量之值，翰入所毅定的 光擘模掇软髓，本研究共送取1 0 盏市售燔具选行分析，
8、摘鲸部份燔具光型如下圆一至圊四 所示。由遏界傺件之投定，捣烃具设定的僚件稳路宽揭1 1m 的傺件下，於高度8m 的燔榫高 度以及2 4m 的煊棹距靛下，秤估其交错舆封向排列的方式。 3 结果舆封揄 透遇寅隙道路光型模掇分析，分刖封於l O 组不同燔具光型的道路分析造行模撮舆分析， 其1 0 盏的最大舆最低照度，以其平均照度如下表一舆表二所列。 3 1 罩烃熔具光强度分析 透遇下固一舆固四中的燧具光型分析，就光型差吴羯中心光强( 蓝或缘色曲缘) 舆侧翼 光强( 红色曲缘) 的差具不同。圃一中的3 虢烃具光型於中心光强可逵近2 2 0 0c d ，侧翼雨端 的最大光强约稳3 7 5 0c d ，其
9、展阴角度稳5 2 。而固二中的8 虢燔具，相封於3 虢烃具，其中 心光强明颢较弱，馑有2 1 0 0c d ，而侧翼可逵最大光强约捣4 2 5 0c d 。由此可推估，8 虢燔具 於侧翼的光源表现鞍佳，光斑效虑不明颞。 藉由固三得知，9 虢烃具於侧翼的表现相封较倜限於约捣4 8 。的展冈角度，最大光强羯 2 4 0 0 0c d ，约羯中心光强的6 倍，此翠可能造成燔具正下方的光强不足，使得烃具的效率 雕高，卸燕法逵成所需道路光型。本研究的最後烃具光型羯固四的1 0 虢烃具，遛具於9 虢 燔具，该烤具於中心光强的表现特别高，可逵2 9 0 0c d ，侧翼最大光强的展阴角度馑有约 2 1 。，
10、最大光强逵5 1 0 0c d 。可知孩烃具特别强调於燔具正下方的照度表现，卸也可能因捣 法规的烃距限制，形成所捐的光斑情形出现。 3 2 道路照度分析一交错捧列 藉由上述的圜表兢明，可知道其单一烃具的光型，舍有著明颞的差巽。除了各佃煺具 的光强度不同之外，其模组虑用於路面的照度也有所差昊。光强度所造成的差冥，主要封 於路面照度上有著明颞的影警，而道路均匀度上，主要傺受到燔具光型於中心鹱光舆侧翼 骚光之同的差巽，而有所差冥。 固五至圃八分别捣上述燔具，设定僚件羯俩俩交错排列畴，造行道路模撮分析之照度 分怖圊。透遇圊示可知，3 虢燔具的道路光型，明颗出现於烃具正下方较亮的情形出现， 一4 3 6
11、 海峡两岸第十五届照明科技与营销研讨会 形成所莆的光斑现象。而就8 虢燧具而言，整髓的道路照度可能尚稻不足，但是道路光型 均匀度明颞侵於其它的烃具。透遇表一得知，3 虢烃具於道路的最小舆最大照度，以及平 均照度之同的嗣保，皆相富接近於l 。若考量9 虢焙具的道路照度，鹱现孩烃具受到中心骚 光强度不足的影誊，反而形成速雕烃具下方的路面照度明颗高於其它燔具，使得兹道路均 匀度雎仍有0 6 2 的最小照度舆平均照度的比率，但是郁出现不同於光斑的情形出现，亦舍 使得用路人燕法獾得均匀的路面照度。另一方面，由於侧翼的光强度遇高，亦有可能舍使 得喾用路人造入孩嶝具的照射筢圉畴，於距雕烃具较速虞舍有眩光的情
12、形出现，反而造成 用路人的危险。 固八所列，稳1 0 虢燔具的道路光型。颧似於3 虢烃具的光型特性，於路面形成光斑的 情形。较不同的地方，孩烃具由於侧翼光强的展阴角度遇小，所以使得该煺具雕整髓的骚 光强度足麴，卸因遇於集中於燔具下方，使得光斑现象较3 虢煌具明颗。 3 3 道路照度分析一相封捧列 透遇固九至固十二，可得知上述烃具藉由相封排列的方式，其光型所麈生的燮化。此 檀方式模撮的主因，傺因一般燔具排列方式不馑限於交错排列，常常畲工旃单位或是寅地 情沉有所改燮。 由固中了解，交错排列的方式，容易使得整髓烃具的光型分怖出现鞍均匀化的情形， 尤其就3 虢烃具，捷有较相近的中心舆侧翼光强畴，由表一
13、舆表二的比较骚现，孩燔具於 道路的最小照度舆平均照度的比率明颗增加。反之，若是遇於强调中心或是侧翼光强的烃 具，其燔具於道路均匀度的表现上皆明颞下降。所以可知，整髓而言3 虢舆8 虢烃具虑用於 不同燔具安置位置上，有著稳定的道路均匀度表现。 4 结谕 透遇模掇研究後骚现，目前市售的路烃烃具其光型以及均匀度，主要受到二次光孥设 计差具，使得烃具效率以及光型有著明颞的差冥。尤其是针封L E D 烃具而言，其道路光型 的燮具受到不同的烃具光型而有燮化。藉由资料分析後驶现，燎具的中心光强舆侧翼光强 之同的最佳比例约捣l ：2 2 同，侧翼光强的展阴角度约略须连5 0 6 0 。，此獯燔具光型於不 同的
14、爝具安置位置，皆可连到良好的道路均匀度。 若是遇於强调中心或是侧翼光型的光强分怖，舍出现明颞的道路中心照度不足或是光 - - - 4 3 7 - - - 海峡两岸第十五届照明科技与营销研讨会 斑的情形出现，甚至畲有明颞炫光情形聩生，造成用路人的危险。因此，未柬在烃具投静 上，需仔细考量煌具的中心舆侧翼光强之同的比例之外，其二次光孥所麈生的侧翼展阴角 度，须謇慎分析，以提高道路均匀度舆用路人之安全。 5 圃表 表一路烃於交错排列下的道路照度筢圉 平均照度最小照度最大照度1 x 蜘1 x 编虢 ( 1 x 帆) ( 1 x )( 1 x ) 1 x v g 1 x M ；l 。 11 71 22
15、20 6 70 5 3 28 85 611 70 6 40 4 8 32 82 13 60 7 50 5 9 4 1 28 2 4 1 70 70 4 9 52 21 53 00 6 90 4 9 62 04 5 25 3O 。2 20 0 9 72 11 23 00 5 40 3 9 8 2 41 93 00 7 90 6 3 9 4 82 97 80 6 20 3 8 1 01 85 3 94 90 30 1 l 表二路烃於相封排列下的道路照度鲍圈 平均照度最小照度最大照度 1 x l x 编虢 ( 1 x v g ) ( 1 x )( 1 x M a ，)l x 。gl x 11 38
16、4 71 90 6 40 4 4 26 74 71 0 00 6 9O 4 7 32 2 1 8 2 90 8 l0 6 1 497 0 61 40 7 80 4 9 51 71 22 60 7 30 4 8 61 41 0 45 20 0 7O 0 2 71 6 8 0 3 2 80 5 10 2 8 81 81 22 5O 6 8 0 4 7 93 37 8 47 7O 2 4O 1 1 01 32 7 l4 70 2 10 0 6 - - 4 3 8 - - 圊一3 虢攫具光型 圊二8 髋墙具光型 9 虢燔具光型 惑 圊四1 0 虢蠼具光型 辉蛱两岸第十五届j I I 【明科技与营销研讨会 圊五3 髋垃具道路光型模凝( 交错排， 圊六8 虢蠼具道路光型模撮( 交锚排列 圃七9 虢煊具道路光型模凝( 交错捧列
