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LED灯具照明配光分析  
2011-02-16 10:20:06|  分类： 照明设计相关知识 |  标签：灯具  led  曲线  光源  如图   |字号大中小 订阅

配光曲线其实就是表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。它可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强。

以灯具中的光源为球心，通过球心和光轴线的剖面作为绘制配光曲线的平面。以光源为极坐标的原点，以光轴线为0°轴，圆的半径长短表示发光强度的大小。在这个极坐标平面上，把灯具从0°开始的各个张角的发光强度绘制在图上，即成为一个灯具的完整的配光曲线。

如何看配光曲线
这里的第一张图就是我们最为常见的极坐标配光曲线图了，要想读懂它首先要知道T和A这2条曲线分别来自哪。在图形下面有注释 ...

照明配光基本类型定义
室内照明的配光类型并无专门定义。在道路照明中，CIE和IES都是根据光强的前向分布和侧向分布的组合来定义类型。IES前向分布类型...

配光曲线常见的两种表示方法
极坐标表示法：这种方法通常用于描述室内和道路的灯具的光分布。它很形象地以极坐标的原点表示灯具的光中心，以一定方向的矢量 ...

光度学的基本知识
平面角和立体角：平面角的单位叫弧度，1弧度是半径为1米的园上，1米长的圆弧对圆心所张的角。立体角的单位叫球面度(sr)，1球面度是半径为1米的球面上，1平方米的球面对球心所张的立体角。
光通量：光通量是光源在单位时间内发出的光量，也即为辐射通量(或辐射功率)能够被人眼视觉系统所感受的那部分有效当量。
常用的光度测量定律
照度的平方反比定律：垂直于光线传播方向的照度与光源在该方向的光强成正比，与光源到表面的距离的平方成反比。
注意：只有点光源才符合距离平方反比定律。(测试距离不应少于灯具出光口面最大尺寸的10倍
灯具光度学坐标体系
球体表示的等光强曲线：1、光源放于球体中心；2、光源的尺寸与球体的半径相比能满足点光源的条件；3、球体上的坐标可用来表示此方向的光线；4、球面上光强相等的点连接起来，即得如图的灯光强曲线。
空间坐标系统：为了表达灯具的光度特性，建立了空间坐标系统；分成二类：灯具光度参考轴向下A-α、B-β、C-γ；灯具光度参考轴水平X-Y、V-H

第一种：长方形LED
主要用作电器或仪表上的指示灯,发光强度很低。如图是一支绿色LED的相互间隔为45°因而共8个剖面上的配光曲线。虽然它们的形状相异甚大,但是法向发光强度均相等,为216mcd,因为从图中可以看出,仅在靠近法线方向附近的配光曲线的形状是相同的。试想如果没有如图所示的8条配光曲线,单凭法向发光强度值,就会误认为它是很好的管子。

第二种：椭圆形LED
这是近期才出现的产品,主要用于显示屏。因为显示屏的视角要求左右要大,而上下较小,以便适合人们的视觉特点。所以椭圆形LED 的长轴视场角大,短轴视场角小,如图所示。在显示屏上的安装位置是管子的长轴沿水平方向,短轴则是垂直方向。

第三种：交通灯专用LED
道路交通信号灯虽然颜色分为红、绿、黄3 种,但它们的配光曲线形状却都如图 所示。与其它LED不同,它的配光曲线呈现一边倒,具有严重的不对称性。这是有道理的,因为交通灯的观看对象无论是机动车司机、骑自行车者或路人,眼睛都远低于交通灯,如果采用一般的单色LED ,则照射到天空上的光毫无用处,在电能上造成很大浪费。

第四种：单色光LED
相当比例的单色光LED 的配光曲线如图5 所示,即发光强度的分布呈现周围大中间小。如果用一张白纸映照,会呈现出周围是亮圈而中间是暗斑的图象。其初略解释如图 所示:一方面,由于LED 的外形相当于存在一个透镜,但却不是一个理想的透镜。另一方面,虽然普通LED 的蕊片截面积仅为011～0125mm2 ,但相对透镜而言蕊片发光的视场角仍显大,所以蕊片不能视作点光源。

体积——LED单体体积小，要实现精确配光的部件可能很大，但整灯的面积也可能很大，面积在室内照明往往很重要。
距离——LED整灯配光不等于LED模组配光；反之亦然，距离可能改变整灯的配光。
配光反射——正反射，控制能力低；背反射，则可能的暗区体积变大
集成封装式LED——考虑其非点光源，无论反射配光还是透射配光，体积可能庞大到不实用

           配光类型—I类S                                  配光类型-II类A                              配光类型-III类                             

            配光类型-IV类                                   配光类型—V类S                             配光类型—V类A

配光类型
特点
透镜配光
1、非成像光学的研究基础比较薄弱。
2、非球面透镜的曲面设计本身不是太难，但要同时控制立体角上的光能分布目前还是难以随心所欲，某些类型配光实现不理想。
3、材料受限，大量采用的PC、PMMA抗老化、抗紫外还是弱点。
4、透镜体积影响LED阵列。
反射配光
反射可以完成大部分配光，理论上甚至可以做到平行配光，但实用意义上，VII类、窄角度的V类、VI类尚有难度
面板控光

1、面板控光大都限于较宽的配光，有时甚至是为了达到类似漫射光的目的。
2、棱晶面板增加可视角度的目的。
3、导光板将线性光转化为面光。
4、柔光板将点阵转化为极宽V类配光的面光，消除鬼影。
5、 扩散点光以达到降低灯具表面亮度、减轻眩光的目的。
组合配光

1、组合配光，也叫结构配光，可称之为三次配光，但对整灯来说，依然是基本配光手段。可以达成基本配光，也可以达成个性化的特殊配光，甚至可以在整灯层次进行。
2、单模组的I类对称配光通过组合达成非对称的II类、III类配光。
3、单模组的V类对称配光通过组合达成对称的I类配光。
4、单灯的I类、II类、III类、IV类配光通过整灯层面的组合达成极宽的V类、VI类配光。