照明知识培训PPT.ppt

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1、照明基础知识Basic lighting theory training 2007,W,LiDAC China,1-1-2007,照明基本理论光与颜色照明中常见的单位和度量照明质量光的造型效果灯具光学器件和配光特性,光世间万物生存之源!,照明基础理论Basic lighting theory,W,LiDAC China,1-1-2007,光在介质中传播,是能量的一种形态,是电磁波的一种(与无线电波和视频波相 同),是整个电磁波谱中极小范围的一部分.当光进入人眼时将产生视觉感受,人们这才感受到多彩的世界.光强弱是一种感觉现象而取决于人眼的灵敏度和它本身的特性.,光是什么?,光子频率和电磁波波长之

2、间的关系式:=c/u:电磁波波长,u:光子频率 其中:光速C3 x 108m/s,光的特性波粒二相性,光的波动理论光的波长和频率决定了它的波动性,典型现象：干涉、衍射,光的量子现象光波能量的发射和吸收是以量子化的形式进行,光波能量的发射和吸收是以量子化的形式进行的.光子的频率越高,能量越大,这就是普兰克理论.,能量(E),=,h.,c,典型现象：折射、反射,电磁波谱:,光是电磁辐射谱中能够引起人眼视觉的部分:380nm-780nm,电磁波波长范围从波长到无线电波波长,光波只是其中极小一部分,红外光,波长比红色光更长的电磁波部分 780nm10nm(1mm),称为红外辐射(红外 线,IR).再长

3、为无线电波,红外线主要产生热 效应(红外加热).红外线的光谱分区:780nm 1400nm IR-A(近红外)1400nm3000nm IR-B(中红外)3000nm1000000 IR-C(远红外),紫外光,波长比紫光更短的部分(1nm380 nm)称为紫外辐射,(紫外 光,UV).紫外光主要产生化学效应(光化学反应,皮肤病治疗,晒 色效应,诱昆虫,杀菌),小于200nm在空气中会很快被吸收,称为 真空紫外.紫外光谱分区:380-315nm为UV-A(近紫外)315-280nm为UV-B(中紫外)280-1nm为UV-C(远紫外)小于315nm的紫外光谱会产生红斑和灭菌 两种特殊辐射现象,在

4、297nm处红斑辐射 效果最大;在260nm处灭菌辐射效果最大.,可见光波长从380nm到780nm,颜色范围是从紫色到红色,380nm,800nm,紫光,红光,可见光谱,视觉现象,人眼(光的传感器),眼前房,光线进入人眼的视网 膜,杆状细胞和锥状细 胞起作用.杆状细胞和锥状细胞 经电化学作用产生脉 冲信号.,然后这个脉冲信号通 过视神经传送到大脑.从而产生视觉效应,使 人们能看到物体.,人眼对物体外形和颜色的感知,人眼中杆状细胞对光的感受 性较好,可辨别物体的外形.锥状细胞对颜色感受性较好,可辨别物体的颜色.杆状细胞和锥状细胞在不同 的条件下对光的颜色和亮度 起不同的反应,三种锥状细胞,蓝色

5、 450nm-绿色 540nm-红色 590nm,人眼在可见光谱范围的视觉灵敏度随波长而变化,峰值为555 n m(绿色).光通量就是以人眼视觉曲线为标准的能量.,光谱光效率曲线,人眼对不同的颜色(波长)有不同的灵敏度;这正是不同的灯光产生 不同的光照效果的基础.,杆状细胞和锥状细胞,明视觉,正常视觉条件下(有效亮度3.5 cd/m2)杆状细胞产生对物体的感知 锥状细胞区别颜色,中介视觉过渡状态下有部分锥状和杆状细胞工作蓝光较红光更为明亮,暗视觉低亮度条件下(亮度0.035 cd/m2)锥状细胞不发生作用杆状细胞起作用,使物体有较低的能见度,适应时间:1/1000秒至数秒,2分钟完全适应,适应

6、时间:长达20分钟至1小时,视觉对光的反应,光波波长(颜色视觉),光波通常包括各种单原色光;通过棱镜的折射可看见分解出的各种单原色光;不同的光波波长可组合成不同的视觉颜色;单色光颜色取决于它的波长.,视觉功能,视力 在一定距离,人眼所能分辨的最小物体形状到什么 程度的一个生理尺度.随着年龄增大而减弱.对比灵敏度 眼睛能够辨别背景(指与对象直接相邻并被观察的表 面)上的被观察对象.视觉感受速度 能感受到运动对象所必需的最小时间的倒数.,不同年龄对光通量的要求不同.例如观察同样的物体,60岁人适应的光通量是小孩的15倍.年龄(岁)要求的照度比50 15,年龄和视觉,视觉能力和敏锐度,视觉敏锐度与下

7、列因素有关:人眼本身的特性观察物的亮度对比度观测时间 年龄因素与视觉灵敏度呈负增长关系,亮度对比,亮度对比度C:C=(L0 Lb)/Lb式中:L0是目标亮度Lb是背景亮度La=L0 Lb,一个灰暗的物体放置在黑暗的背景下将显得比在明亮背景下更为明显,光源种类,自然光,阳光 闪电 火焰 发光植物 发光动物 月光 行星 恒星或星星,人造光,火炬或火把 油灯 蜡烛 煤气灯 汽油灯 乙炔灯 树胶灯 焰火,电光源,白炽灯 卤钨灯 紧凑形荧光灯 高气压气体放电灯 氙灯 感应灯 激光 发光二极管LED 微波硫灯,光与颜色,W,LiDAC China,1-1-2007,以绝对温度K来表示,即将一标准黑体(如:

8、铁)加热,温度升高到一定程度时颜色开始由深红-浅红-橙黄-白-蓝,逐渐改变,利用这种光色变化的特性,某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温.,色温(Tc),CIE 色度图,红 蓝 绿 是三原色,CIE XYZ系统,1000 K,10 000 K,色表,=,色温,开氏温度(K),-273C=0 K,绝对零度,黑体温度曲线,普朗克轨迹,10 000 K,2000 K,6000 K,5000 K,自然光,北方的天空,偏蓝的光,中天的太阳,昼光,下午的太阳,日光,黄昏的天空,偏红的光,4100 K,1950 K,3000 K,2500 K,人造光源,高压汞灯,中性白色,陶瓷

9、金卤灯,“活泼”暖白色,白色高压钠灯,“舒适”暖白色,高压钠灯,“装饰性”橙色,色温在室内照明中的实际应用,4000 K,2500 K,3000 K,2900 K,开放式办公室,中性白色,会议室,“活泼”暖白色,房间入口处,“欢迎性”白色,小商店,“舒适性”暖白色,4100 K,1950 K,3000 K,2500 K,色温在室外照明中的实际应用,绿色空间,中性白色,咖啡露台,“活泼”暖白色,市中心,“舒适”暖白色,住宅区域,“装饰性”橙色,相同色温的光源有相同的颜色表现,光源色温表现(Tc),色温(Tc)简单地说是用黑体的开氏温度(单位K)表示光源的颜色.开氏温度为摄氏温度加上273,色温,

10、灯泡种类,Tc,TL 82系列,TL 84系列,TL 54系列,高压钠灯(SON),高压汞灯(HPL),金卤灯(HPI),2650K,4000K,6500K,2300K,4000K,4200K,金卤灯(MHN-T),4200K,金卤灯(MHD-TD),5600K,为产生舒适的照明照度与光源色温的关系,色温和照度的关系,由此可见，色温越高，达到舒适环境的照度越高,显色性,任何物体的表面色都取决于物体表面对光线的选择性反射表面颜色的体现取决于光谱中的光波波长对于热辐射体(白炽灯),由于辐射连续光谱,所以各种颜色都可以体现对于选择性辐射体(气体放电灯),只有部分颜色可体现灯辐射的光谱中各种光谱的相对

11、饱和度决定了在此灯光下物体表面色彩演绎 的丰富程度,这就是灯的显色能力,光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性,也就是颜色逼真的程度.显色性高的光源对颜色表现较好,我们所见到的颜色也就接近自然原色,显色性低的光源对颜色表现较差,我们所见到的颜色偏差也较大.国际照明委员会CIE表示,太阳光的显色指数为100,各类光源的显色指数各不相同.,带有黄色滤片的白炽灯光照射下的显色性,在低压钠灯光照射下的显色性,显色指数Ra即用数字来表达显色能力,8到14个色样,CIE 色度坐标系统 测试色样0100,热辐射产生的连续光谱,选择性辐射体产生的线光谱,例如:白炽灯,例如:气体放电灯,光源显色性的发生,Ra,

12、灯泡类型,白炽灯,100,荧光灯 33系列,荧光灯 54系列,荧光灯 84系列,荧光灯 94系列,高压钠灯(SON),高压汞灯(HPL),低压钠灯(SOX),66,77,85,93,26,45,(-44),典型灯泡的显色性,金属卤化物灯(HPI、MHN、CDM),(65-95),W,LiDAC China,1-1-2007,照明中常见的单位和度量,(Luminous Flux)-光源在单位时间内发出的光量称为光源光通量,以F表示.单位:流明(lm)例如:当发出波长为 555nm绿色光的单色光源,其辐射功率为1W时,则它所发出的光通量为683lm,光通量,光通量,某些实际例子,(Luminous

13、 Intensity)光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向上的光强度(简称光强),以 I 表示.单位:坎德拉(cd),光强度,光强,某些实际例子,照度,发光效率,空间光线分布,照度(Illuminance):入射于被照物体单位面积上的光通量.单位:勒克斯(lux,简写为lx),客观存在,与被照物和人的感受无关.E=,d,dS,平方反比定律:点光源对物体入射法线上的照度和距离平方成反比.E=I/r2,11lx,当距离大于光源最大尺寸的五倍时,光源视为点光源,此定理成立.,25 lx,1m,2m,3m,100lx,P,光源,距离r,Ep=I/r2,I,立体角w,平面,余弦定理

14、,P,光源,平面 A,距离d,Ep.hor=I/d2*cos=I/h2*cos3,I,h,p,Ep.ver=I/d2*sin=I/h2*cos2sin,Eh,Ev,A,B,3m,Eh,Ev,Eh,A点Eh=Ia/d=672/3=75lux,2,2,B点水平照度Eh=Ia/d Xcos30=Ib/h Xcos30=312/3 X0.866=22lux,2,3,2,2,3,B点垂直照度Ev=Ia/d Xsin30=Ib/h Xcos30 sin30=312/3 X0.866 X0.5=13lux,2,2,2,2,2,FBS145 1x18W 1200lm,Ia=560*1200/1000=672c

15、d/m2Ib=260*1200/1000=312cd/m2,L(亮度)=d I/d S cosq单位:坎/平方米(cd/m2),光亮度,(Luminance)光源在某一方向的光亮度(简称亮度)是光源在该方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量.以L表示.,亮度,某些实际例子,W,LiDAC China,1-1-2007,照明质量,主要照明标准,照度水平观测区域的亮度分布眩光控制级别光的空间分布光色和显色性,光的有效性光的经济性照度效率均匀度,光的艺术性气氛显色性阴影,光的舒适性色温眩光控制亮度控制,100分的照明环境,照度水平,不同的工作需要不同的光线数量在大多数应用中,照度是确定光线数量

16、大小的 最实际参数只有在道路照明中,由亮度值来确定 照度的均匀性也是非常重要的,照度水平,照度水平由视觉任务水平决定,照度水平同样取决于人的年龄,六十多岁人所需的照明水平大约为十岁大小的15倍,照度水平,照度水平同样取决于运动物体的速度和尺寸,足球:速度相对较慢,球体尺寸较大比赛照度:500 lux,网球:高速,球体较小比赛照度:750 lux,照度水平,在道路照明中,照明质量标准更多用亮度来表达.,在同样照明条件下,因为路面的反射特性不同,亮度水平和均匀度可以不同.,照度水平,夏天,照度水平,照度水平,在一些区域(如办公室)要求照明高度均匀,在社区中非均匀照明能产生一种艺术效果,均匀性,工作

17、面照度均匀度不应小于0.7，作业面临近周围均匀度不小于0.5 摘自GB50034-2004,低亮度对比使得视觉场面较为平淡,亮度对比,当从一个视觉目标转换到另一视觉目标时,高亮度对比将产生视觉适应问题.,亮度对比,当从一个视觉目标转换到另一视觉目标时,高亮度对比将产生视觉适应问题.,眩光,眩光:当视场中某光源或物体的亮度比眼睛已适应的亮度大得多时,人就会有眩目的感觉,此现象称为眩光.眩光分为不舒适眩光和失能眩光.不舒适眩光:造成不舒适感觉的眩光.失能眩光:造成可见度下降的眩光.眩光来源有直接眩光-由观察者视场中的明亮的发光体(如灯具)引起的眩光和间接眩光-观察者在光泽表面中看到发光体的像时产生

18、的眩光发射发生在作业物上时产生光幕发射发射是发生在作业周围时产生反射眩光注意:眩光相当于使背景亮度增加,对比度下降,水的反射眩光,灯具的直接眩光,反射眩光和直接眩光,10不会引人注意2030有所察觉4050可接受6070令人烦扰8090无法忍受,通常采用眩光值来评价人们对于眩光的主观感受GR=27+24 log(Lvl/Lve0.9),眩光值计算公式,光线的分布决定了所能产生的亮度环境,光的空间分布,普通直接照明方式光均匀性好,光的空间分布,普通间接照明方式光均匀性更好,在社交场所局部照明可以产生一种新的艺术效果,W,LiDAC China,1-1-2007,光的造型效果,造型效果,光线对不同

19、方向的照射将在显示物体三维构造的基础上产生 不同的造型效果.入射光角度越大(光线从上面射来),获得的效果将更具戏剧性.入射光角度越小(光线从前面射来),反射眩光的机率就越大.,重点照明的程度由以下因素决定:-射灯的角度及与商品的距离;-光束的大小、形状、漫射光的强度及范围;-投射灯的角度不同,产生的效果也会很不同.,在重点照明中光线按照方向的不同可分为以下几种:-主光束(key light)-辅助光(Fill Light)-背照光(Back Light)-仰照光(Up Light)-扩散光(Diffuse Light),滑冰和冲浪,造型效果,主光束(key light):主光束从上方照射下来,

20、因较深的阴影,可塑造立体、梦幻的效果,辅助光(Fill Light):消除主光束造成的阴影,而呈现商品的全貌,塑造需要的亮度对比度,重点照明系数,重点照明系数大小不同产生的视觉效果不同：,重点照明系数(AF),=,聚光的亮度,基础照明的亮度,重点照明系数(AF),=,聚光的照度,基础照明的照度,重点照明的效果可以用重点照明系数(AF)来衡量,系数大小不同,就会引起不同的视觉效果,从而影响人们的心理并改变它,重点照明系数,重点照明系数大小不同产生的视觉效果不同：,重点照明系数(AF),=,聚光的亮度,基础照明的亮度,重点照明系数(AF),=,聚光的照度,基础照明的照度,重点照明的效果可以用重点照

21、明系数(AF)来衡量,系数大小不同,就会引起不同的视觉效果,从而影响人们的心理并改变它,重点照明系数与视觉效果的关系,重点照明系数视觉效果2 明显的5 低戏剧性的 15戏剧性的 30 生动的 50 非常生动的,重点照明系数为 2,视觉效果:明显的,重点照明系数为50,视觉效果:非常生动的,光束系统,光束的特性不同,也会对重点照明的效果带来差异,由K系数确定光束类别:K1:窄光束很聚光,完全没有溢出光或漫射光K2:窄光束较聚光,极少溢出光或含有少许漫射光K3:窄光束较不聚光,溢出光或漫射光围绕在聚光灯中心的周围K4:宽光束不聚光,有较多溢出光或漫射光进入周围环境K5:宽光束完全没有聚光,已经看不

22、见聚光光束,K1光束,立体感强无漫射光,K2光束,立体感强几乎没有漫射光,K3光束,较强对比效果含有部分漫射光,K4光束,较柔和对比效果含有大量漫射光,K4光束,完全没有聚光,光束图解,演示:在光源和物体距离间的一定范围内,光源的视 觉轮廓尺寸提供:不仅提供光束的半宽度即光束角,还提供光源 特性的实际尺寸,光束图解,光源和物体间的距离总体照度水平所要求的重点照明系数,怎样才能做好重点照明?,视觉效果图解,对于同一光源被照物距离越进,要达到相同的重点照明系数,需要较高的基础照明水平,Halogen PAR 30S 75W 230V E27 spot 10,CDM-R 35W/830 PAR30L

23、 10,视觉效果图解,在基础照明相同的情况下,光强越强,越容易达到重点照明的值,直接照明,间接照明,直接和间接混合照明,漫散照明,照明遮光器的作用,有色片校正片漫射片柔光片,W,LiDAC China,1-1-2007,灯具光学器件和配光特性,I,w,w=A/r2,流明:无方向,绝对量光强:在特定方向上的光通量,光通量单位:流明,符号:,发光强度单位:坎德拉符号:I,基本单位,立体角单位:弧度符号:w,基本单位,照度,发光效率,CIE 定义:灯具是这样一种器具,它对从一个或多个光源发出的光线进行重新分配,滤光或转换.它除包含灯泡外,还包含固定和保护灯泡所必备的元件,连接灯泡和供电线路的辅助电路

24、设备等.,灯具,光控制原理,要想按照我们的意志控制光线(滤光、转换、重新分配),就必须要有控光器件 下列为灯具中常用的光学器件反射器件折射器件透射器件及滤光器件屏蔽器件,反射:入射光在物体的界面产生反射反射类型:镜面反射定向扩散反射漫反射复合反射,材料的反射特性,反射定律:入射角反射角,精确的光分布i=r特点:反射光线的集合在镜面中形成被反射物体的像常用材料:阳极化氧化铝,镜面铝及镀铝的玻璃和塑料等,镜面反射,最大反射强度的角度等于入射角,适度的视觉控制,光束柔和特点:反射光线的集合在镜面中不能形成被反射物体的像常用材料:喷砂,粗磨的表面或金属的毛丝面等,定向扩散反射-半镜面反射,光线入射到粗

25、糙表面或无光泽涂层时,反射光无规则地射向不同方向,任何方向都有散射光,无精确的光线控制特点:如果反射光服从余弦定律,从不同方向去观察反射面时,其亮度均相同,称为完全漫反射,漫射定律:Ik Cos常用材料:锤打、腐蚀、刷漆的普通镜面,粗糙的白纸,粉刷的墙面和天棚,无光泽的磨光金属或油漆面等,漫反射,反射特性介于镜面反射和漫反射之间常用材料:涂有薄层清漆的漫反射体,复合反射,不同镜面材料的反射率,材料加工 反射率铝面 磨光和电镀 0.7镀铝金属面:高纯铝磨光和电镀 0.8银面磨光和电镀0.9玻璃和塑胶覆铝0.85-0.88铬 磨光 0.65不锈钢磨光 0.60,反射器件,常用反射材料的反射特性:,

26、常用建筑材料表面反射比表,折射:光穿过界面进入另一媒质时会改变方向.折射定律:n1Sin1=n2Sin2,材料的折射特性,当n1n2(例如从玻璃到空气),且入射角大于临界角,入射光将被全反射.全反射定律:Sin n2/n1,全反射,全反射在光源中的应用,光纤照明:光在光导纤维内几乎无损耗地依靠全反射传播,具有安全、可塑、变光、简易等特点.,透射:当光通过透明或半透明材料时,一部分光在界面上反射,一部分光为材料所吸收,其余的光则透射出去透射率:透射光与入射光之比称为透射率透射类型:由透射材料特性决定-定向透射-定向扩散透射-漫透射,材料的透射特性,定向透射透射材料是完全透明的,透过它可以清晰地看

27、到后面的物体实例:透明玻璃,定向扩散透射沿入射方向的透射光强度最大,其它方向上也有透射光,但强度较小,虽然光未被完全散开,但不能清楚地看到后面的物体实例:磨砂玻璃,漫透射光线被完全散开,均匀分布于半个空间内,当透射光强服从余弦定律,则为完全漫透射.由于不能通过漫透射材料看到后面的物体,这类材料常用于屏蔽光源以减少眩光实例:乳白玻璃和塑料等半透明材料,光传播在光源中的应用漫透射:灯的外壳用漫透射材料磨砂-A60F涂膜-AK乳白材料-SLE,常见材料的透射特性:,反射器:重新分配光源光通量的器件材料:高反射材料,铝、镀铝的玻璃或塑料等类型:平面反射器,球面反射器,旋转抛物面反射器,椭球面反射器,双

28、曲面反射器,复合式反射器,柱状抛物面反射器,反射器,最普通的光学器件,反射器外型不是很重要反射器越深,光线间的相互作用以及吸收作用越大,效率越低,球面反射器若将光源置于球心S1,则所有的反射光线都又通过球心,如同仍由光源发出来的一样,从而提高了光源的利用率;但当光源置于点S2时,近轴区的反射光近似为平行光,通常用于工作室的聚光灯,突出部分为透镜系统起聚光作用以增加光强,反射器件的形状决定了光束图案(配光曲线),曲面反射器,点光源从焦点位置外移将产生会聚性光束,内移将产生发散性光束 有具体尺寸的光源位于焦点将产生不同的散射光束,其决定于入射点 到光源的距离,反射器件的形状决定了光束图案(配光曲线

29、),旋转抛物面反射器,镜面反射器和棱晶面反射器镜面反射器:窄光束棱晶面反射器:光束较宽,旋转抛物面反射器,要达到精确的光束控制,灯泡在反射器中的相对位置非常重要.如果位置有偏差,则光分布将完全不同.,旋转抛物面反射器,椭球面反射器若一个小光源放置在在一个焦点F上,则反射光线将通过另一个焦点F;将椭球反射器在AB处切开,所有的光线看上去都是从焦点F发出的,双曲面反射器将光源置于双曲面反射器的一个焦点F2上,光线经双曲面反射后反射光的反向延长线都交会于另一焦点F1,反射器的出射光线就好像全部是从焦点F1发出的,反射器的母线,反射器的光路,复合式反射器利用以上基本形式加以变化组合,可构成符合性能要求

30、的复合式反射器,其尺寸能减小,球形反射器和抛物线反射器的结合将产生非对称光束分布,斜射的外围光束强度将比中心光束强度要高,利用光的折射原理使光线在某些透光材料中改变方向类型:棱纹板(塑料或压克力,表面花纹由三角锥、圆锥以及其他棱镜组成)和透镜等,实例:吸顶灯:利用棱纹板上的棱镜单元降低接近水平视角范围的亮度,减小眩光,折射器,凸透镜:当一束平行光入射到球面上时,由于折射作用,光束会聚到焦点上,凹透镜:当一束平行光入射到凹球面上时,光被散开,而所有散开的光反向延长时都会聚于焦点,好像光是位于焦点上的光源发出的,菲涅耳透镜当一小光源置于平凸透镜的焦点上时,由于折射作用,形成平行光束.为了减轻重量,

31、增加透光率,可以将透镜分割成许多部分,而用较薄的一些环状单位取代透镜的各部分.这样的一个透镜系统称为菲涅耳透镜,它可以产生一个十分平行的光束.,平凸透镜,菲涅耳透镜,透镜 非常精确的光学控制,通常用于舞台和拍摄照明的灯具,屏蔽装置的作用是减少眩光,常见的屏蔽装置有:挡板和百叶:通常用于荧光灯灯具遮光角:是指照明器出光口沿遮蔽光源体使之完全看不见的方位与 水平线的夹角.内置格栅:位于灯泡上方的小水平平面,用于泛光灯,遮光器,保护角:在过灯具开口面的水平线和刚能看到光源发光部的视线之间的夹角a;对于磨砂泡或有荧光粉涂层的灯,整个灯是发光体;对于透明泡壳,钨丝或电弧管才是发光体截光角:与保护角互余,

32、指水平线和视线之间的夹角b,遮光器,遮光器的网格愈密、厚度愈大,则保护角愈大,光损失也增大.一般荧光灯具的保护角取300左右,遮光器,外置格栅,灯口安装格栅,镜面反射,表面非常平滑,阳极氧化铝,复合反射,表面有光泽及较粗糙,涂有薄层清漆的铝板,漫反射,表面无光泽及粗糙,磨砂面的亚光铝板,不同物质的反射情况,散射光,透明材料,散射材料,不透明材料,光的折射现象,光的散射现象,光的反射现象,不同物质对光线的反应,CDM-3000 K-Ra 83,MHN-4100 K-Ra 85,SON-1950 K-Ra 25,不同物质对光呈现的颜色,灯具按光通量分布分类,根据灯具向上、下半个空间发出的光通量的比

33、例来分类的方法;CIE 将一般室内照明的灯具分成5类:直接灯具、半直接灯具、全漫射(直接一间接)灯具、半间接灯具和间接灯具,光分布,定义灯具的光通量在它周围空间不同方向上的分布,C-g 系统:通常应用于路灯灯具,B-系统:通常应用于泛光照明灯具,照明标准中的坐标系统,C-g坐标系统,适合于路灯及其室内灯具,灯具光强的空间分布,灯具光强的空间分布,B-坐标系统,适合于室外灯具,光分布,决定光束形状和光分布的因素反射器的轮廓形状种类(椭圆形、抛物面形等,光滑面 或小平面等)灯泡相对于反射器的位置灯泡尺寸,外形和种类光束形状和光分布决定了灯具的应用范围.这是灯具设计的精髓,光分布,旋转对称在所有平面

34、上的光分布相同通常为圆形或杯形灯具,光分布,二维对称灯具光分布由两相对独立垂直平面上光分布决定典型例子为荧光灯灯具和路灯灯具的光分布,光分布,非对称非对称灯具由某一测量平面的光分布来表达.,中心光强射灯类中轴线方向射出的发光强度称中心光强.通常灯的功率越高,聚光越好,中心光强就越大.型号 光束角 中心光强(cd)R63/60W30o 960PAR38/80W12o5400PAR56/300W12o 4000014594/50W36o 1800,光源光束角射灯发射光的空间分布,以中心最强,向四周逐渐减弱到中心光强50%强度时的两条光线之间的夹角为光束角,用平面角来表示.分类定义例聚光=36o36

35、o,40o,80o,灯具按光束角分类,投光灯按光束角分类,描写投光灯光强分布采用B-系统;对投光灯的光束角的定义是:在B=00 或(和)在=00的截面内,光强为峰 值光强1/10的光束的夹角,灯具在 水平方向和垂直方向上的光束角有 可能不同,投光灯的光束角在本例中,光束角为600,窄光束,中光束,宽光束,蝙蝠翼分布,光分布:光束形状,空间坐标的平面描述,直角坐标配光曲线,极坐标配光曲线,注:灯具两个方向的表示为水平方向2700-900,垂直方向为00-1800,配光曲线数据处理,如果知道一灯具的配光曲线,在配光曲线上选择一点,即知道这一灯具 在角度q时,相对于光源的光通量为1000lm情况下,

36、灯具的光强值 如有一套灯具总光通量为6000lm,300方向时,配光曲线上查出的光强 值为300cd/1000lm实际的光强值为=(300*6000)/1000=1800cd,为什么需要光学参数?,光学参数,光通量,光强和光分布间相对关系的典型数据对照明设计和产品选择是较好的工具,光学参数,常用的关于光线分布情况的(极坐标/笛卡尔坐标)光强图表利用系数表眩光限制图表特性图表均匀性表视觉直观图视觉效果图,直角坐标系:主要应用于泛光灯灯具,极坐标系:主要应用于路灯和室内灯具,光强图表,光强数据是灯具选择和照明设计时使用的工具,光分布形状眩光控制区域照明区域距高比s/h整体效率 空间瞬间光分布设计师

37、进行光强逐点计算的工具,主要应用于路灯和室内灯具,光强图表:极坐标,主要应用于泛光照明灯具,区域内光线照射范围泛光灯具任何方向的光通量 都存在最大值最大光强 设计师进行光强逐点计算的工具,光强图表:笛卡尔坐标,对于泛光灯具,当灯轴垂直于灯具前置玻璃,光强曲线在通过灯轴的一个平面上测量得出,对于泛光灯具,当灯轴平行于灯具前置玻璃,光强曲线分别在通过灯轴的两个相互垂直的平面上测量得出,光强图表:笛卡尔坐标,道路照明:光学参数,通常道路照明灯具沿路安装在预先计算好的位置我们需要知道灯具的光分布以判断照明结果在计算和灯具选择时,主要采用极坐标光分布图,Iso国际 标准化等照度曲线和 Iso国际标准化光

38、强分布曲线,道路照明:光束外形,光分布图 从平行路轴平面上的光分布图可得到灯具的间隔分布从垂直路轴平面上的光分布图可得到横穿路面的光分布 及路边的光分布,泛光照明:光学参数,泛光照明灯具通常瞄准某一特定点.某一点后的光测量数据应该是相对于其本身而言而非安装某一位置后的测量数据.从中我们可以获得:光照明的范围泛光灯具辐射光通量最大值,光强最大值等的具体方向通常用 B-坐标系统表示,泛光照明灯具:光束外形,泛光照明灯具:光束外形,表明了灯具的效率室空指数表面反射系数在设计师用光通量方法计算 灯具数量时非常重要,利用系数表,特定观察角度的灯具眩光控制特性.如果眩光曲线位于限制曲线的左侧则灯具是“安全”的.灯具选择时设计者的工具,眩光限制图表,关键数据概况光输出比室空比灯具选择时设计者的工具,特性图表,均匀性表,关键数据概况最小和最大均匀度最小和最大照度值灯具排列时设计者的工具,视觉直观图,照明设计所要达到的照度效果,视觉效果图,照明设计所要达到的照明整体效果,照明质量和光学参数,室内照明质量参数照度均匀度眩光光色,对应光测量数据方面光输出比光强分布亮度分布灯泡特性,