led灯具光学基础知识

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1、第二部分：照明术语及照明标准简介,第三部分：积分球测试报告解读,第四部分：光分布测试报告解读,第五部分：LED灯具配光方式简介,第一部分：光的基础知识,1,第六部分：LED灯具防护等级和常用标识,光 光是以电磁波的形式传播的，光的传播不需要介质。 可见光的本质是 。 其波长范围 （nm：纳米，长度单位1nm=10-9m） 长于 的为红外线、无线电等， 短于 的为紫外线、X 射线、宇宙射线等。 可见光部分又可分解成 等七种基本单色光。,光的基础知识,2,光的基础知识,光 光是以电磁波的形式传播的，光的传播不需要介质。 可见光的本质是能被人眼所感知的电磁波。 其波长范围380nm780nm （nm

2、：纳米，长度单位1nm=10-9m）。 长于 780nm 的为红外线、无线电等。 短于 380nm 的为紫外线、X 射线、宇宙射线等。 可见光部分又可分解成红、黄、橙、绿、青、蓝、紫等七种基本单色光。,3,光的基础知识,4,5,直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播 反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等” 折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内；折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，比值称为相对折射率,光的基础知识,6,光的反射 同一个平面 反

3、射角等于入射角,光的折射 光从光密介质进入光密介质中时，折射角小于入射角 光从光密介质进入光密介质中时，折射角大于入射角,光的基础知识,7,照明术语-光通量,1、光通量 光通量是 的参数。 即单位时间内发出的可见光的量的总和。 用 表示，单位为流明(Lm)。,8,1、光通量 光通量是描述光源发出可见光总量的参数。 即单位时间内发出的可见光的量的总和。 用 表示，单位为流明(Lm)。,照明术语-光通量,9,光通量测试原理,光线在积分球球内部被均匀的漫反射， 在球面上形成均匀的光强分布，因此 输出孔所得到的光线为非常均匀的漫 反射光束。 输出强度与输入强度比大约为： 光输出孔面积/积分球内部的表面

4、积。,10,照明术语-光强,2、光强 即： ，是指光源在某一给定方向的单位立体角内发射的光通量。缩写符号为I ，单位为坎德拉cd。,11,照明术语-光强,2、光强 即： 发光强度 ，是指光源在某一给定方向的单位立体角内发射的光通量。缩写符号为I ，单位为坎德拉cd。,12,光强测试仪,13,照明术语-照度,3、照度 照度是描述 的参数。 它表示某一场所的明亮度，用符号E表示 单位为勒克司lx。,14,照明术语-照度,3、照度 照度是描述照射到某一表面的光通量的参数。它表示某一场所的明亮度，用符号E表示单位为勒克司lx或lux。,15,同一时间段，不同区域的不同照度,照明术语-照度,16,照明术

5、语-亮度,4、亮度 表征 的物理量。是唯一有眼睛感知的基础照明参数。 定义：单位投影面积上的光强。符号L，单位是坎德拉/平方米（cd/m2）,17,照明术语-亮度,4、亮度 表征发光体（反光体）表面发光（反光）强弱 的物理量。是唯一用眼睛感知的基础照明参数。 定义：单位投影面积上的光强。符号L，单位是坎德拉/平方米（cd/m2）,18,、I、E、L关系,E,I,=ES,=I,19,照明术语-光通维持率（光衰）,在正常工作条件下，灯在寿命期间内一特定时间的光通量与该灯的初始光通量之比，以百分数来表示。随着时间的增加，光源的光通量会下降。有效寿命就是根据光通维持率定义的。当光通维持率低于50%可视

6、为灯已达到使用寿命。,国标要求：2000H不小于78%。 国外先进水平：2000H不小于90%。 美国能源之星：40%额定寿命时不小于80%。,照明标准,建筑照明设计标准 GB50034-2013,照明标准,照明标准,表 5.2.3 商业建筑照明标准值,照明标准,表 5.2.4 影剧院建筑照明标准值,照明标准,表5.2.5 旅馆建筑照明标准值,照明标准,表5.2.6 医院建筑照明标准值,照明标准,表 5.2.7 学校建筑照明标准值,照明标准,表5.2.8 博物馆及展览建筑照明标准值,照明标准,表5.2.9 交通建筑照明标准值,照明标准,表5.2.10 无电视转播的体育建筑照度标准值,照明标准,

7、31,5.2.11 有电视转播的体育建筑照度标准值,照明标准,照明功率密度值 单位面积上一般照明的安装功率 当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。,照明标准,33,积分球报告解读,色品坐标xy/uv CIE1931色度图中，色品坐标以x,y表示 CIE1976色度图中，色品坐标以u,v表示,色容差SDCM 表征光色电检测系统的x,y值与标准光源之间的差别。 色容差实际指测量值偏离目标值的距离。 色容差的量化一般用椭圆来表征。 （麦克亚当椭圆） 色偏差Duv 代表实际测量值距离标准黑迹曲线的距离。用u，v坐标定义。,34,积分球报告解读,270

8、0K,4300K,6400K,10000K,色温 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温。单位开尔文（K） 黑体加热时，颜色开始由深红-浅红-橙红-白-蓝逐步变化,相关色温,相关色温CCT 当光源的色品点不在黑体轨迹上，且光源的色品与某一温度下的黑体的色品最接近时，该黑体的绝对温度为此光源的相关色温，简称相关色温。,CIE1931色度图,CIE1976色度图,色温-XY-UV色坐标换算公式,注：色温只对于白光有意义,35,积分球报告解读,相关色温,36,积分球报告解读,暖色光：色温在3300K以下。 红色的成分比较多，此光色能给人一种温暖、健康、

9、舒适的感觉。主要用于家庭、宿舍、宾馆、酒店以及较为寒冷的地方. 中性光：色温在3300K5300K之间。 光线柔和，给人一种愉快、舒适、安详的感觉。主要用于商业场所、餐厅、学习等. 冷色光：色温在5300K以上。 接近于自然光、有明亮的感觉，让人能够精神集中、干净。使用于办公场所、医院等.,相关色温,色温低、照度高 闷热,色温高、照度高 明快,色温低、照度低 舒适,色温高、照度低 阴郁,（图C、D）是自然界光环境接近的同样的光质量，对于人类来说就变成了日常的光环境。离开了日常的光环境到非日常的光环境就会感觉不愉快。,色温/照度对使用者心理的影响,积分球报告解读,相关色温,不同色温在不同风格的服

10、装店铺的运用,积分球报告解读,相关色温,39,积分球报告解读,显色指数,显色指数 显色指数是对物体真实颜色的还原程度。用Ra表示，国际照明委员会将太阳的显色指数定为100。,40,积分球报告解读,显色指数,R9指的是对饱和红色的还原程度，对应红光波长为650nm。当R90时，说明光源的红光成份不足，红色严重失真。,41,积分球报告解读,显色指数,显色性的差异对比,42,积分球报告解读,主波长d：眼睛能看到光源发出的主要光的颜色所对应的波长为主波长；在CIE1931色品图中，从E点向被测物体做延长线与马蹄形曲线交点对应的波长。 峰值波长p ：光谱发光强度或辐射功率最大处所对应的波长。 注：一般对

11、于单色光来说我们是要看d值，因为d值能够更准确的反应它的颜色；p值应该更多的用在蓝光激发荧光粉形成白光的时候，以判断蓝光芯片的p值与荧光粉的激发波长是否匹配，另外复色光如白光的d值也只是做参考，要判断它的颜色还是要看它的色坐标或是色温。 半峰带宽FWHM：峰值波长对应发光强度的一半处的波长之差。对于单色光来说FWHM值越小，说明晶体的完整性越好。 色纯度：以主波长描述颜色时的一种辅助表示，定义为待测件色度坐标与E光源色度坐标直线距离，与E光源至该待测件主波长色度坐标距离的百分比,43,积分球报告解读,光效,光效 光效，即：发光效率，是光通量与消耗的电功率的比值。它是光源经济性能的一个度量值，单

12、位为Lm/W光效越高，表示越节能。,44,光分布报告解读,报告基本信息,45,光分布报告解读,光强分布曲线,配光曲线：又叫发光强度分布曲线，是描述光源或灯具发光的空间分布特性的一条曲线。 半峰边角：也叫光束角，是指最大光强所在半平面内，两条1/2最大光强方向之间的夹角 光束扩散角：最大光强所在半平面内，两条1/10最大光强方向之间的夹角。定义杂散光线时引入的概念。,46,光分布报告解读,照度距离表,灯具工作面上的平均照度：当灯具安装高度为3m，照射范围直径为1906.63cm，此范围内的平均照度为100.1lx,47,光分布报告解读,矩形等光强曲线,把灯具工作面上光强相等的点用曲线连接起来的曲

13、线群,48,光分布报告解读,圆形等光强曲线,49,光分布报告解读,空间等照度曲线,以光源或灯具为中心，在空间中某一剖面上的照度相等的点的连线称为空间等照度曲线。 该曲线以直角坐标表示。 考察在灯光下1米至11米截面（C0平面）的照度分布状况。,50,光分布报告解读,平面等照度曲线,把同一平面内照度相等的点用曲线连接起来的曲线群,51,最大距高比即为： S/2H,光分布报告解读,距高比,定义：安装灯具时，相邻灯具间的安装距离与灯具的安装高度之比。 灯具标称的距高比是1/2照度角决定的距高比和1/4照度角决定的距高比中的较小值。,图中粉色点代表了只有一盏灯的时候，水平照度值为最大照度值一半的点。,

14、52,光分布报告解读,距高比,2米高，2米间距,2米高，3米间距,53,亮度限制曲线是CIE推荐的作为评价室内一般灯具直接眩光的标准和方法。,光分布报告解读,亮度限制曲线,54,光分布报告解读,URG眩光曲线,统一眩光值 (UGR) 国际照明委员会（CIE）用于度量处于视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起不舒适感主观反应的心理参量,眩光：在视野范围内有亮度极高的物体或亮度对比过大，或空间和时间上存在着极端的对比，就可引起不舒适的视觉，或造成视功能下降，或同时产生这两种效应的现象。眩光是影响照明质量的最重要因素。,按成因分为直接眩光和间接眩光。 按程度可分为失能眩光和不舒适眩光。,光分布报告解

15、读,眩光,防散射 “遮蔽”技术,防眩光 “暗光”技术,降低（控制）眩光的方式,深藏光源 灯具表面砂状化 各种防眩灯头配件,光分布报告解读,眩光,光分布报告解读,URG眩光曲线,58,灯具的利用系数是指灯具在规定的条件下送到工作面上的光源光通量与总光通量之比，所以与照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和反射率的不同相关。 高的利用系数和低的眩光这是照明设计人员追求的重要目标之一，室内灯具的利用系数是在考虑灯具对工作面的直射照度的贡献上，还考虑了四壁、顶棚和地板的相互反射对工作面照度的贡献。,光分布报告解读,室内灯具利用系数,59,光分布报告解读,室内灯具利用系数,RHOCC天花板反射系数 RHO

16、W墙壁反射系数 RCR房间系数 地板反射系数恒等于20,60,房间系数 RCR（Room Cavity Ratio）,RCR=5hRC(L+W)/L*W,室内照明计算是把房间看作直六面体，能表征房间尺寸的表式就是室空间比（室指数）。越是低而宽敞的房子，可得到的光通利用率越高，越是狭而高的房间，光通利用率越低。,L:房间长度；W：房间宽度，hRC房间高度 针对不同的RCR系数，和不同的四壁、顶棚反射率系数，我们可以计算出室内灯具的利用率系数。,光分布报告解读,室内灯具利用系数,61,光分布报告解读,室内灯具利用系数,灯具维护系数就是照明装置使用一定时期之后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新安装时在同一表面上所