光束角相同的灯具光学性能探讨
灯具光学原理知识点总结
灯具光学原理知识点总结灯具光学原理是指光学系统中硝和光的传播、聚敛和转换规律,是指导灯具设计和应用的重要基础。
了解光学原理不仅有助于提高灯具的设计性能,而且对于正确使用和维护灯具也有着重要的指导作用。
本文将通过介绍灯具光学原理的相关知识点,来帮助大家更好地了解灯具的光学特性。
1. 光的传播和衍射光是一种电磁波,具有波粒二象性,可以在真空和介质中传播。
在介质中传播时,光波会产生折射现象,即沿直线传播的光波在介质中遇到另一种介质时,会改变传播方向。
在某些情况下,光波会发生衍射现象,即光波在通过狭缝或物体边缘时出现弯曲和分散。
在灯具设计中,我们需要考虑光的传播和衍射对于光束的聚敛和扩散影响。
通过合理设计反射器和透镜等光学元件,可以实现对光束的控制和调节,以满足不同需求的照明效果。
2. 反射和折射反射是指光波在遇到不同介质界面时,一部分光波被折射,一部分光波被反射。
反射可以分为镜面反射和漫反射两种。
镜面反射是指光波在光滑表面上的反射,反射光线遵循入射角等于反射角的规律;漫反射是指光波在粗糙表面上的反射,反射光线会向各个方向散射。
折射是指光波穿过介质界面时,由于介质折射率的差异而改变传播方向。
根据折射定律,入射角、折射角和介质折射率之间存在一定的关系。
在灯具设计中,我们可以通过选择合适的材料和表面处理方式,来实现对反射和折射的调控,以提高灯具的照明效果。
3. 光的色散和频谱光的色散是指不同波长的光在通过介质时,由于折射率与波长的相关性,导致不同波长的光以不同程度折射,从而产生色散现象。
光的频谱是指光波的频率分布和强度分布。
通过光的色散和频谱分析,我们可以了解不同波长的光在聚焦、衍射和干涉等现象中的特性。
在照明设计中,我们需要考虑光的色散和频谱对于照明效果的影响。
例如,在色彩还原方面,我们需要选择合适的光源和滤光材料,以实现对光的色彩分布的调整和控制。
4. 光的干涉和衍射干涉是指两道或多道相干光波叠加在一起时,产生交替增强和消除的现象。
谈如何解决室内LED灯具的光色一致性
谈如何解决室内LED灯具的光色一致性1 LED光色一致性问题的由来和现状LED的光色一致性问题是LED整个产业链的一个非常头痛和难以解决的问题。
其产生的根源可以追溯到LED的外延、封装工序,是影响LED在照明领域应用的严重缺陷。
LED的制造,从上游的芯片外延,到中游的荧光粉搭配、封装,每一步都会影响最终的光色。
在外延部分,主要是LED芯片的波长对最终的LED光色有影响。
一致性要求至少能达到3SDCM的LED灯珠,对芯片的要求是主波长范围约在2.5nm以内。
现在比较成熟的4英寸和6英寸的外延片,可以切割出数以万计的LED芯片,由于工艺的限制,很难做到主波长范围都在2.5nm以内,如果对芯片进行挑选,将面临成品率不高,成本居高不下的问题。
在封装端,主要是荧光粉的调配、荧光粉的厚度、均匀度和与LED芯片主波长匹配的问题,由于LED光色在封装端受到了多个参数的影响,其光色一致性非常难以控制。
在对颜色一致性的要求方面,传统光源的做法一般都是以麦克•亚当椭圆为规定的,是基于麦克•亚当对人眼对颜色的辨认所做的一系列实验的基础上总结出的一个范围,详细论述出自麦克•亚当的论文SpecificationofSmallchromaticityDifferences.以荧光灯为例,IEC标准规定荧光灯颜色不能超出5步麦克•亚当椭圆(5SDCM),而美国的AnsiC78.376-2001标准则要求不超过4SDCM(如图1)。
对于LED,目前行业最广泛应用的标准是美国AnsiC78.377-2008标准,这个标准也是美国能源之星所引用的标准。
此标准的要求是以大约与7步麦克•亚当椭圆相当的8个四边形为范围,对应于图2中的8个四边形。
LED作为新兴的光源技术,其光色一致性应该要比传统荧光灯有更大的改进才对,为什么反而比传统荧光灯的要求更低呢?AnsiC78.377-2008给出了如下解释“因为固态光源技术还处于初级阶段,光色的稳定性控制还没有荧光灯成熟。
灯具的光束角和重点照明
个人日记2009-05-25 22:44:51阅读254评论1字号:大中小订阅重点照明经常使用灯杯和各种不同角度的灯具,以下重点介绍不同角度光束角照明出来的效果差异。
灯杯的角度一般常见的有10°、24°、38°这3种。
图中是3个功率完全相同,只是光束角不同的3个灯杯照射在墙面的效果,以及3种光束角的配光曲线示意图。
我们可以看到,10°角的灯杯照射范围很小,而中心光强最大,能在照射面上形成强烈的对比;38°角的灯杯照射范围大,但其中心光强最小,在照射面上形成的光斑是较柔和的;24°角就是介于10°和38°之间的一个效果。
也就是说相同功率的灯杯光束角越大其中心光强越小,出来的光斑越柔,相反光束角越小其中心光强越大,出来的光斑越硬。
不同光束角照在墙面效果我们知道了不同光束角的所能表现的效果,在实际运用中不同光束角有他们各自的用途。
图中,我们为了模拟3种不同的光束角在立体展品上的效果,使用石膏雕像来进行模拟,在石膏像3种光束上产生不同的效果。
10°角以其强烈的明暗对比给人极强的视觉冲击力,能够在第一时间抓住人们的目光,但是我们发现:在强烈的明暗对比下,并不能让我们看清石膏雕像的细部,而且由于光束角太小,导致雕像并没有完全展现在我们眼前。
24°的光束角就比10°的光束角好多了,对石膏的质感和人物雕像的神态都能很好的展现,而且在3者间也有较好的视觉冲击力。
38°的光束角让雕像变的更加的柔和、细腻,而且你会更容易地观察到雕像的细节,但是由于光束角过大,把背景墙和雕像混在一起了,这样在10°和24°光束角照射的雕像放在一起时就很难引起人们的注意。
这个是在相同功率、相同投射角度和距离下的不同光束角的比较,在实际运用中我们还要把投射距离、角度、以及环境亮度拿来进行综合考虑,然后根据自己的需要选择不同的灯杯。
LED照明灯具的光学性能研究及其应用
LED照明灯具的光学性能研究及其应用随着科学技术的不断发展和不断变化,LED照明灯具已经被广泛应用到灯光行业中。
它具有高效节能、寿命长、色彩丰富、运行稳定等优点,深受人们的青睐。
但是,LED照明灯具受制于其光学性能的差异,为了解决这个问题,我们需要进行研究。
一、LED照明灯具的光学特点LED照明灯具的光学特性主要取决于其基本构成元素,包括LED发光体、反射杯、透镜等。
其中,LED发光体的光束不仅与入射面的形状和材质有关,而且与接触面的形状和材质有关。
因此,LED照明灯具的光束特性非常复杂,且光束质量不稳定,难以达到要求。
二、LED照明灯具的光学性能研究在研究LED照明灯具的光学性能时,需要关注以下几个方面:1、LED发光体的发光特性和光束特性,包括发光颜色、色温、亮度等;2、反射杯的光学形状和反射率;3、透镜的光学形状和透过率。
通过对以上几个方面的研究,可以更好地掌握LED照明灯具的光学性能,进而提高LED照明灯具的光束质量,使其更好地达到照明效果。
三、LED照明灯具的光学性能应用LED照明灯具的光学性能应用非常广泛,具体可以从以下几个方面来说明:1、室内照明:LED照明灯具可以提供适宜的光线和光照,更好地满足人们的照明需求,减少眼睛疲劳等不适情况的出现;2、户外照明:LED照明灯具可以应用于路灯、广告牌、建筑物外观照明等,具有高效节能、长寿命等优点;3、医疗照明:LED照明灯具可以更好地提供医学照明,如手术室、检查室等。
四、总结LED照明灯具的光学性能研究对于提高其光束质量,更好地满足人们的照明需求至关重要。
通过对LED照明灯具的光学特性进行研究,可以更好地掌握其光学性能,进而应用于室内照明、户外照明、医疗照明等领域,为社会提供更好的服务。
一般射灯光束角-概述说明以及解释
一般射灯光束角-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:射灯是一种常见的照明设备,其主要功能是将光线聚焦在特定的区域或物体上,以实现照明效果或突出特定景观。
而光束角是射灯中一个重要的参数,它定义了光束的散射范围和照射面积。
光束角的大小直接决定了射灯的照明范围和照度分布。
当光束角较小时,光线较为集中,照明范围较小,但照度较高。
而当光束角较大时,光线更为散射,照明范围扩大,但照度相对较低。
因此,光束角的选取需要根据实际需求和照明场景来确定。
在室内照明中,一般射灯常用于点亮展厅、餐厅、商场等场所,以突出特定展品、柜台或商品等。
而在室外照明中,射灯通常被应用于照亮建筑物、景观、广告牌、雕塑等。
在这些不同的场景中,光束角的选择都起到了至关重要的作用。
本文将详细介绍光束角的定义、影响因素和应用范围。
通过了解和掌握这些知识,读者将能够更好地理解光束角的重要性,并在实际应用中做出明智的选择。
接下来,我们将先介绍光束角的定义。
文章结构部分的内容可以参考以下写法:1.2 文章结构本文按照以下结构进行展开:第一部分为引言部分,介绍了整篇文章的概述,文章结构和目的。
第二部分为正文部分,主要分为三个小节:2.1 光束角的定义:对光束角进行详细的定义和解释,包括射灯光束角的概念和性质。
2.2 光束角的影响因素:阐述了影响光束角大小的因素,例如光源的类型、反射器的设计等等。
2.3 光束角的应用范围:介绍了射灯光束角在不同领域和行业中的应用情况,如舞台灯光、建筑照明等。
第三部分为结论部分,主要包括三个小节:3.1 总结光束角的重要性:总结了光束角在灯光设计中的重要性,以及对照明效果和能源利用的影响。
3.2 对射灯光束角的展望:展望了未来射灯光束角方面的发展趋势和研究方向,如如何提高光束角的调节范围和精确度等。
3.3 结束语:对全文进行总结,并展示作者对本文研究的思考和观点。
通过以上的文章结构,可以将整篇文章的内容有机地组织起来,使读者更好地理解和掌握射灯光束角的相关知识。
24度和38度光束角
24度和38度光束角24度和38度光束角是指入射光与光束的中心轴之间的角度。
这两个角度在光学设计和应用中具有重要意义。
本文将从理论和实际应用两个方面对24度和38度光束角进行详细阐述。
光束角是用来描述光束的传播方向的角度,它对光学系统的性能具有重要影响。
光束角越小,光束的聚焦度越高,光的集光能力越强。
24度和38度光束角在光学设计中被广泛应用,以满足不同场合下的光学要求。
首先,我们来介绍24度光束角。
在光学设计中,24度光束角通常用于照明系统或投射系统中。
以照明系统为例,24度光束角可以实现广角照明,使得光线能够均匀地照亮整个区域,提供更好的视觉效果。
此外,24度光束角还可以用于投射系统,例如舞台投光灯。
在舞台表演中,通过使用24度光束角的灯具,可以在特定的区域内聚焦光线,突出演员或物体,从而达到更好的视觉效果。
另一方面,38度光束角可以应用于聚光系统或摄像系统中。
聚光系统,如手电筒,通常需要具有较远的照射距离和较强的光束聚焦能力。
使用38度光束角的聚光系统可以实现更好的聚焦效果,将光线集中在远处的目标上,提供更强的照明效果。
同时,在摄像系统中,38度光束角可以实现合适的广角视野,捕捉更多的周围景象,拍摄出更广阔的画面。
此外,24度和38度光束角还可以用于一些特殊应用领域。
比如,光纤通信中的光束角通常需要较小,以保证光纤内的光能尽可能多地传输。
而在激光切割或焊接中,光束角较大,能够将激光光束聚焦到一个较大的区域,提高切割或焊接的效率。
在实际的光学设计中,选择合适的光束角是一项非常重要的工作。
通常,光束角的选择需根据具体应用需求、光源特性、系统参数等多个因素综合考虑。
光束角的大小将直接影响到光学系统的聚焦性能、投射距离、照度分布等性能指标。
因此,光学设计师需要在保证系统性能的基础上,灵活选择光束角,以满足不同的应用需求。
综上所述,24度和38度光束角在光学设计和应用中都具有重要意义。
它们分别适用于不同的光学系统,并能满足不同的照明、聚光或观测需求。
灯具设计中的光学效果仿真与优化方法研究
灯具设计中的光学效果仿真与优化方法研究在灯具设计中,光学效果的仿真与优化方法是至关重要的。
灯具的设计不仅要考虑到外观和功能,更重要的是要注重光学效果的表现。
光学效果的仿真与优化,可以帮助设计师在灯具设计的初期就能够预测和调整光学效果,提高设计效率,节约开发成本,并最终实现更好的照明效果。
在灯具设计中,光学效果主要包括光束形状、光强分布、色彩效果等。
光束形状是指灯具发出的光线的分布形状,可以是点光源、柱光源、面光源等不同形状。
光束形状的仿真与优化可以通过光线追迹技术来实现,即根据灯具的几何形状和光源的位置、能量等参数,通过模拟光线的传播路径来预测光束形状。
在仿真过程中,可以通过调整灯具的几何形状和光源的位置等参数来优化光束形状,以满足设计需求。
光强分布是指灯具发出的光线在空间中的分布情况。
在灯具设计中,光强分布的均匀性是一个重要的指标,可以通过光学仿真软件进行预测和优化。
光学仿真软件可以在计算机上建立灯具的模型,并根据光源的特性和灯具的几何形状等参数,计算出灯具发出的光线在空间中的分布情况。
通过调整光源的位置、光源的能量等参数,可以优化光强分布,使其更加均匀。
色彩效果在灯具设计中也是非常重要的。
色彩效果的仿真与优化可以通过光学设计软件来实现。
光学设计软件可以根据灯具的几何形状和光源的特性等参数,计算出灯具发出的光线的光谱分布。
通过调整光源的颜色、光源的能量等参数,可以优化色彩效果,以满足设计需求。
在灯具设计中,光学效果的仿真与优化方法有多种。
一种常用的方法是基于几何光学理论的光线追迹方法。
光线追迹方法通过模拟光线的传播路径,可以预测和优化灯具的光学效果。
另一种常用的方法是基于光学设计软件的光学仿真方法。
光学仿真软件可以根据灯具的几何形状和光源的特性等参数,计算出灯具发出的光线的光束形状、光强分布和色彩效果,以实现灯具的光学效果仿真与优化。
在进行光学效果的仿真与优化时,需要考虑到灯具的实际应用环境。
分体式单端荧光灯的光学性能分析与优化
分体式单端荧光灯的光学性能分析与优化荧光灯作为一种重要的照明装置,广泛应用于各个领域。
分体式单端荧光灯,作为荧光灯的一种新型结构,具有独特的光学性能和特点。
本文将重点对分体式单端荧光灯的光学性能进行分析与优化。
分体式单端荧光灯的优势在于其结构的独特性。
与传统的一体式荧光灯相比,分体式单端荧光灯将电源和灯体分离,通过连接线连接两者。
这种结构的优势在于有效减少了灯体内部的温度,延长了灯体的使用寿命。
同时,通过灵活的连接方式,可以将灯体固定在不同的位置,满足用户的特定需求。
首先,我们对分体式单端荧光灯的光学性能进行分析。
光学性能是指灯具在发光过程中产生的光束的分布、光效、色温等参数。
为了分析这些参数,我们可以从以下几个方面进行论述。
光束分布是指光源发出的光束在空间中的分布情况。
对于分体式单端荧光灯,其光束分布应该尽可能地均匀,在整个照明范围内呈现一致的光照效果。
为了实现这一目标,可以采用高效的反射器设计和灯体布局优化,使得光束能够有效地被均匀照射到需要照明的区域。
光效是指灯具的发光效果与所消耗的能量之间的关系。
要提高分体式单端荧光灯的光效,可以从以下几个方面进行优化。
首先,采用高效的电子镇流器,提高灯具的功率因数,减少能量损耗。
其次,选择高效的发光材料,提高光的转化效率。
另外,优化灯体结构,减少光的反射损失,并降低灯具的发热量,提高整体的光效。
色温是指灯具产生的光的色彩。
分体式单端荧光灯可以通过调节发光材料的成分以及电流的变化来改变灯具的色温。
在选择发光材料时,应该考虑到所需的色温范围,并通过合理的设计来实现灯具在不同场景下的色温变化。
另外,我们还可以对分体式单端荧光灯的热管理进行优化。
由于分体式单端荧光灯将电源与灯体分离,可以通过合理的散热设计,降低灯体内部的温度,延长灯具的使用寿命。
可以采用散热片、散热器等方式,将灯体产生的热量传导到外部环境中,从而避免灯体过热。
最后,我们还可以对分体式单端荧光灯的可调光性进行优化。
发光角度和光束角
发光角度和光束角
1. 发光角度
发光角度是指一个光源在所发出的光线中,离开光源越远,光线的散布范围越大。
发光角度是反映光源能够照亮的范围大小的物理参数之一,通常使用单位度(°)来表示。
发光角度的大小与光源的性质、结构、形态、发光面积和光线方向等诸多因素有关。
一般来说,一个光源的发光角度越大,它所照亮的范围就越广。
发光角度可以按照不同方向进行划分,例如垂直方向和水平方向。
在照明工程中,选用合适的发光角度可以使得灯具的照明效果更佳。
光束角是指从一个光源发出的光线沿着某一方向所夹的角度大小,也可以用单位度(°)来表示。
光束角反映了光源发出的光线能够照亮的范围,是一种基本的参数指标。
不同的灯具具有不同的光束角,不同的工作场景和需要也会需要不同角度的灯具。
一般来说,光束角越小,照明范围就越小,同时能够提高照明强度。
而光束角越大,则照明范围相对较大,照明强度相对较弱。
因此,根据不同的照明需求,选择适合的光束角是非常重要的。
总结:
发光角度和光束角是描述光源性质和性能的基本参数。
在照明工程中,根据实际需求和工作场景,选择适当的灯具和参数,可以提高照明效果,提高使用效率,也可以节约能源和经济成本。
灯饰设计中的光学原理
灯饰设计中的光学原理灯饰设计是一个重要的设计领域。
其设计的灯具不仅可以美化人们的生活环境,还可以提高人们在日常生活中的能见度。
而这些灯具的设计中,光学原理是一个重要的考虑因素。
灯饰设计中的光学原理涉及以下方面:1. 光源光源对于灯饰设计中的光学效果有着至关重要的作用。
不同的光源, 例如白炽灯、LED、荧光灯、氙气灯等,其光源性质不同,因此产生的光也会不同。
此外,不同的光源也能够调节其亮度、色温等参数,这对于灯光的效果也有着重要的影响。
2. 光线传输和反射灯具在设计中需要考虑光线的传输和反射问题。
灯具的材质和形状都会影响光线的传输路径和反射角度。
因此设计师需要仔细考虑灯具内空间的大小和形状,以及外形的设计等问题。
不同灯饰的设计会产生不同的光影效果。
3. 光的散射和透过在灯光设计中,光的散射和透过也是重要的考虑因素。
光的散射是指光在经过介质后发生的弯曲和扩散,而光的透过是指光能否穿透介质透射到其他区域。
设计师需要考虑这些问题,使得光线能够呈现出完美的效果。
4. 光学器件光学器件是灯饰设计中的重要组成部分。
例如,反光杯、光学透镜等,它们可以实现光的聚集和分散,以及反射和透射等效果。
灯具的设计师在选择光学器件时,需要考虑器件的光学特性以及光路的设计。
5. 光学色彩最后,光学色彩也是灯饰设计中的重要因素。
颜色的选择可以影响到灯具的美观度和氛围效果,因此设计师需要对颜色的差异和色彩搭配技巧有一定的了解。
综上所述,光学原理在灯饰设计中是一个十分关键的考虑因素。
设计师需要对光的传输和反射、散射和透过、光源和光学器件等因素进行分析和考虑,以实现完美的灯光效果。
同时,设计师还需要对颜色搭配等问题有一定的了解,以实现更加理想的效果。
做无主灯照明,一定要搞懂光束角
做无主灯照明,一定要搞懂光束角一般做无主灯照明设计,要应用到大量筒射灯。
而无主灯的精髓是散点照明。
因此在选择筒射灯做无主灯设计的时候,光束角的合理选择也是非常重要。
光束角究竟是什么呢?下面让我们一起来看看吧~01 射灯与筒灯的区别筒灯,是一种嵌入到天花板内向下射光的照明灯具。
它有一个显著的特点就是可以很好的保持建筑装饰的外观统一性,不会因为加入了筒灯的设置而破坏吊顶原本的结构和外观。
筒灯占据空间小,光源可以很好的增加空间柔和气氛,营造气氛能力强。
射灯可以安装在吊顶周围、家具上、墙内和踢脚线里。
射灯的主要作用就是用来突出审美,提升层次感,对于气氛营造也有不错的促进作用。
如果是好的射灯组合,可以起到一个主照明作用,也可作为局部光源的补充。
02 什么是光束角光束角,是指光源或是灯具发出光束的角度,也就是光束一定强度范围边界所形成的夹角。
通常,光束角在被照面上比较直观的体现是光斑和照度。
在其他条件相同的情况下,光束角越大,中心光强越小,光斑越大,照度越小,反之则全部相反。
CIE和IES对于光束角也有不同的定义:CIE国际照明委员会和中国国标GB的定义:在光束轴线所在平面上,经过灯正面的中心点为轴线,峰值中心光强50%的区域夹角,英文名Beam Angle,单位:°(度)。
北美国际照明学会IES的定义:峰值中心光强10%的区域夹角,英文名Filed Angle。
在我国和大部分国家通常使用CIE国际照明委员会的标准作为照明参考。
光束角常用来衡量角度比较窄的反射型光源、射灯和筒灯的光强分布。
同一个光源:【光束角越大】中心光强越小,出来的光斑越柔和【光束角越小】中心光斑越强,出来的光斑越生硬一般来说,筒射灯的光束角范围在10°~60°范围内,常见的有10°,15°,24°,36°等,吸顶灯的光束角为140°左右。
03 光束角与光斑的关系灯具光束角反应在被照墙面上就是光斑和亮度大小。
关于市政道路照明系统光学性能的探索
关于市政道路照明系统光学性能的探索摘要:本文主要从照明灯具光学特性及光能分布方面论述了本文主题,旨在与同行探讨学习,共同进步。
关键词:LED道路照明;光学系统;光能分布;研究一、道路照明(一)道路照明灯具光学特性1.发光强度空间分布。
在空间各个方向上任何灯具的发光强度均不一样,各灯具的发光强度在空间分布的实际情况可通过数字或者图形记录下来,通过这些数字或者图形,我们可以及时了解和掌握各灯具的光强分布情况,并在此基础上实施照度、高度比以及亮度和距离等各个照明的计算。
2.灯具效率。
灯具效率是指灯具利用光源光通量的程度,通常情况下灯具效率总小于1,其在符合使用要求的基础上,灯具效率应该越高越好。
3.灯具亮度分布与遮光角。
灯具的亮度分布以及遮光角是评价视觉舒适感不可或缺的参数,在灯具测光数据中通常均有灯具在不同方向上所呈现的平均亮度值,尤其是眩光角在45°—85 °范围内亮度值和灯具遮光角的相关数据。
(二)道路照明为了车辆在夜间时可在道路上安全且迅速的行驶,必须要具备相应的试看条件。
而观察者自身的视觉可靠性主要取决于在照明条件下,其观察路面变化的能力以及舒适感等,即“视舒适”与“视功能”,若照明条件较为恶劣,其视觉分辨能力就会比较差,行车不舒适,很容易引发交通事故。
1.道路照明的评价指标。
道路照明好坏的评价主要有以下几个指标:第一,照明水平;第二,照明的均匀度;第三,眩光的限制;第四,道路照明诱导性。
道路照明要想为观察者提供一个视觉安全且可靠的条件,必须要在满足视舒适与视功能的条件下才可以得到。
2.平均亮度。
道路表面或者路面上的物体可以被人们看清楚,其主要取决于物体反射光线,其反射光线越多,其视感觉就会越强烈,这样物体就会看的更加清楚。
因此,我们了解到落到道路路面上照度大小并不可以直接说明视感觉自身的强烈程度,而则是应该取决于物体或者路面的表面亮度,该亮度又取决于每一单位亮度区域所辐射出的光量总数以及观察者方向所对应的立体角等。
谈如何解决室内LED灯具的光色一致性
谈如何解决室内LED灯具的光色一致性1 LED光色一致性问题的由来和现状LED的光色一致性问题是LED整个产业链的一个非常头痛和难以解决的问题。
其产生的根源可以追溯到LED的外延、封装工序,是影响LED在照明领域应用的严重缺陷。
LED的制造,从上游的芯片外延,到中游的荧光粉搭配、封装,每一步都会影响最终的光色。
在外延部分,主要是LED芯片的波长对最终的LED光色有影响。
一致性要求至少能达到3SDCM的LED灯珠,对芯片的要求是主波长范围约在2.5nm以内。
现在比较成熟的4英寸和6英寸的外延片,可以切割出数以万计的LED芯片,由于工艺的限制,很难做到主波长范围都在2.5nm以内,如果对芯片进行挑选,将面临成品率不高,成本居高不下的问题。
在封装端,主要是荧光粉的调配、荧光粉的厚度、均匀度和与LED芯片主波长匹配的问题,由于LED光色在封装端受到了多个参数的影响,其光色一致性非常难以控制。
在对颜色一致性的要求方面,传统光源的做法一般都是以麦克•亚当椭圆为规定的,是基于麦克•亚当对人眼对颜色的辨认所做的一系列实验的基础上总结出的一个范围,详细论述出自麦克•亚当的论文SpecificationofSmallchromaticityDifferences.以荧光灯为例,IEC标准规定荧光灯颜色不能超出5步麦克•亚当椭圆(5SDCM),而美国的AnsiC78.376-2001标准则要求不超过4SDCM(如图1)。
对于LED,目前行业最广泛应用的标准是美国AnsiC78.377-2008标准,这个标准也是美国能源之星所引用的标准。
此标准的要求是以大约与7步麦克•亚当椭圆相当的8个四边形为范围,对应于图2中的8个四边形。
LED作为新兴的光源技术,其光色一致性应该要比传统荧光灯有更大的改进才对,为什么反而比传统荧光灯的要求更低呢?AnsiC78.377-2008给出了如下解释“因为固态光源技术还处于初级阶段,光色的稳定性控制还没有荧光灯成熟。
灯具光学特点分析报告
灯具光学特点分析报告
灯具的光学特点分析报告
灯具是一种用于发出光线的装置,市场上有各种类型的灯具,如白炽灯、荧光灯、LED灯等。
每种灯具都有其独特的光学
特点,下面是对几种常见灯具的光学特点分析报告。
首先是白炽灯。
白炽灯是一种使用热辐射原理发光的灯具,在灯泡内部通电后,灯丝会被加热至高温并发出可见光。
白炽灯的光学特点是色温较低,大约为2700K至3200K,光线呈现
黄色或暖白色,可以给人一种温馨舒适的感觉。
然而,白炽灯的光效较低,能量转换效率低,因此不再被广泛使用。
其次是荧光灯。
荧光灯是一种利用荧光材料发光的灯具,其工作原理是通过电流激励荧光粉发光。
荧光灯的光学特点是色温较高,一般为4000K至6000K,光线呈现自然白色或日光色,可以给人一种明亮清洁的感觉。
荧光灯的光效较高,能量转换效率较高,因此在办公场所和公共场所被广泛使用。
最后是LED灯。
LED灯是一种利用半导体材料发光的灯具,
其工作原理是通过电流激励LED芯片发光。
LED灯的光学特
点是色温可调,可以根据需求调节为不同的色温,如暖白色、自然白色和冷白色等。
LED灯的光效最高,能量转换效率最高,因此在家庭照明和商业照明中越来越受欢迎。
此外,LED 灯具的寿命较长,使用寿命可达数万小时,比传统灯具更耐用可靠。
综上所述,不同类型的灯具有不同的光学特点。
白炽灯以其温馨舒适的黄色光线受到喜爱,荧光灯以其明亮清洁的白色光线广泛应用,而LED灯则以其可调色温、高光效和长寿命等特点成为主流照明产品。
从电脑灯具光学系统的结构谈光度参数和光斑效果的要求
从电脑灯具光学系统的结构谈光度参数和光斑效果的要求王竹生电脑灯具的光度参数和光斑效果是衡量产品光学系统的设计是否合理的重要体现,也是今后作为产品验收和评价的重要内容之一。
目前国内有些制造厂家产品彩图和说明书提供的数据,仅是一个“射距、光斑直径与照度关系图”,不能代表和全面地反映灯具真实的光度数据。
有些制造厂家不惜缩短灯泡的寿命,通过修改电器的参数来提高光源的亮度,认为只要产品的照度高,就符合光学质量了。
殊不知电脑灯具的光学质量,还应该包括均匀度、有效光通量、灯具效率、灯具光效,特别是光斑效果等综合性的要求。
1.光学系统的类型电脑灯具的光学系统采用的聚焦模式有3种:即球面反光镜聚焦模式、椭球面反焦镜聚光模式和抛物线反光镜聚焦模式:球面反光镜聚焦模式的特点:采用球面反光镜与镀增透膜石英非球面镜结合而形成的聚光模式(见图1),且光源和非球面镜靠近的设置,既消除或减少了球差,又扩大对光源的包容角,提高投影成像的清晰度和均匀度,获得高效的聚光效果。
球面反光镜聚焦模式的光斑照度虽然没有椭球面反光镜聚焦模式的光斑照度高,但光色柔和,均匀度、饱和度、清晰度较好,是适用于硬光斑有图案造型的理想灯具。
图1 球面反光镜聚焦模式图椭球面反光镜聚焦模式的特点:采用椭球面反光镜与光学镜头或菲涅耳透镜构成的聚焦模式(见图2),可使光源的光线对弧面的入射角变小,减少了反射光能的损失,提高了光通量的利用率,产生亮丽光束聚光效果。
椭球面反光镜聚焦模式的光斑:其均匀度没有球面反光镜聚焦模式的光斑好,但光通量的利用率高,投射距离远、光斑的中心照度高。
图2 椭球面反光镜聚焦模式图抛物线反光镜聚焦模式的特点:采用抛物线反光镜与柔光镜片组成的聚焦模式(见图3),可使光源的光线积聚成平行的光线,形成柔和的平行光束(或光柱)聚光效果。
抛物线反光镜聚焦模式的光斑:均匀、柔和,是用于场景、建筑面铺光和空间光束(柱)效果的理想灯具。
图3 抛物线反光镜聚焦模式图因此,电脑灯具的光学系统如采用不同的聚焦模式,就会产生不同的光斑效果。
道路照明灯具光学特性及其设计_徐成洁
灯具的配光
类型
定义 屋边1MH LRL和路边1MH LRL
Type Ⅰ 光强半峰值轨迹落于 Type Ⅱ 光强半峰值轨迹落于
路边1MH LRL和路边1.75MH LRL Type Ⅲ 光强半峰值轨迹落于 路边1.75MH LRL和路边2.75MH LRL Type Ⅳ 光强半峰值轨迹落于 路边2.75MH LRL以上
LED路灯配光实现方式
1.结构设计 2.模块组合 3.反射器与透镜的组合 4.双透镜组合 光学设计软件 Tracepro 结合 照明应用模拟软件 Dialux
概述
•灯具设计的基本概念 •灯具光度学 •基本光学元件和设计原理 •道路照明 •路灯的光学性能 •灯具分类 •LED在道路照明的应用 •配光和实现方式 •LED应用所带来的思考和趋势分析 应用所带来的思考和趋势分析
LED路灯发展趋势
1. LED路灯的节能优势和应用范围 2. LED路灯的应用现状 3. 路灯色温的探讨
灯具光度学
常用表达方式:极坐标和直角坐标配光曲线
正铉网图上道路灯具的配光
基本光学元件
光学系统或模组(反射器,漫射器,格栅,透镜)
基本光学元件
控制,重新分配同抛物面反射器
柱面抛物面反射器
概述
•灯具设计的基本概念 •灯具光度学 •基本光学元件和设计原理 •道路照明 道路照明 •路灯的光学性能 路灯的光学性能 •灯具分类 灯具分类 •LED在道路照明的应用 •配光和实现方式 •LED应用所带来的思考和趋势分析
道路照明灯具光学特性及其设计
概述
•灯具设计的基本概念 灯具设计的基本概念 •灯具光度学 灯具光度学 •基本光学元件和设计原理 基本光学元件和设计原理 •道路照明 •路灯的光学性能 •灯具分类 •LED在道路照明的应用 •配光和实现方式 •LED应用所带来的思考和趋势分析
同轴光源的特点
同轴光源的特点
同轴光源的特点
同轴光源是一种具有特殊光学特性的光源,其中的光线的空间方向保持基本一致,从而能够让光的传输距离更长,并具有众多的特点:
一、光束密度高:由于同轴光源发出的光线呈现一致的方向,使得其发出的光束紧密,能够达到比其他光源更高的光束密度,这个特性使同轴光源在光学微观观察、精密测量等方面特别有效。
二、聚焦后光束受控:因为同轴光源发出的光线是紧密的,一旦聚焦后,其所发出的光束可以得到更好的控制,使得光束更加集中,更容易实现复杂的光学运算。
三、良好的穿透性:由于发出的光束更紧密,使得同轴光源具有良好的穿透性,能够在较长的距离内实现较好的效果,因而能够更好地满足特定的应用场景。
四、非常节省功率:同轴光源不仅发出的光强,而且非常节省能量,使其能够更好地满足用户的需求,从而节约能源,并降低维护成本。
- 1 -。
LED照明系统光学设计与性能评价
LED照明系统光学设计与性能评价近年来,随着科技的不断发展和人们对环保节能的需求越来越高,LED照明系统已经成为了取代传统照明灯具的主流选择。
在LED照明系统中,光学设计和性能评价是非常关键的因素。
本文将探讨LED照明系统光学设计与性能评价的相关问题。
一、LED照明系统光学设计LED照明系统中最重要的一个问题就是如何设计出高效的光学系统,保证光的发射和分布达到最佳状态。
在实际应用中,LED 照明系统的光学系统一般包括下列几个方面:1.光源配光设计LED的光源配光设计是非常重要的,因为它能够直接影响到照明系统的亮度、温度和光的分布等。
在光源配光设计中,需要根据实际应用需求做出相应的优化调整。
2.反射镜和透镜设计反射镜和透镜是LED照明系统中的关键部件,它们的设计直接关系到LED光的发射角度、亮度、色温等因素。
因此,在反射镜和透镜设计中需要结合实际应用需求进行调整,以达到照明效果最佳化。
3.散热设计在LED照明系统中,散热是一个非常重要的问题,因为LED的寿命和工作效率都与温度密切相关。
散热设计不仅能够提高LED的工作效率,还能够延长LED的寿命周期。
在散热设计中,主要针对散热材料、散热面积和散热方式进行优化。
一个优秀的LED照明系统光学设计需要考虑到上述三个因素,同时还要根据实际应用场景做出合理的调整和优化,才能够达到最佳的照明效果。
接下来,我们将探讨如何对LED照明系统的性能进行评价。
二、LED照明系统性能评价在对LED照明系统的性能进行评价时,我们主要需要考虑以下几个方面:1.色温和颜色均匀度色温是指光的颜色温度,而颜色均匀度就是指光的颜色分布是否均匀。
在LED照明系统中,色温和颜色均匀度对于照明效果尤为重要。
2.亮度和亮度分布亮度是指光的亮度程度,而亮度分布就是指光的亮度分布是否均匀。
在LED照明系统中,亮度和亮度分布是评价照明效果的主要标准之一。
3.光色品质和色彩再现性除了色温和颜色均匀度之外,光色品质和色彩再现性也是评价LED照明系统性能的重要指标。
同轴光源的特点
同轴光源的特点
同轴光源是一种特殊的照明设计,其特点在于光源的发光方向与光传播方向重合,即光线沿着同一轴线传播。
这种设计可以有效地控制光线的传播方向和范围,使得照明效果更加集中和均匀。
同轴光源可以实现中心扩展的照明效果。
通过将光源置于同一轴线上,并采用透镜或反射器等光学元件进行设计,可以使光线在传播过程中更加集中和聚焦。
这样一来,光线在照射到目标物体时可以形成更加明亮和均匀的光斑,有效地提高照明效果和能见度。
同轴光源还具有较高的光利用率和能效比。
由于光线传播方向的一致性,同轴光源可以更有效地将光线投射到需要照明的区域,减少光线的散射和浪费。
这样不仅可以提高照明效果,还可以节约能源,降低能耗成本,符合可持续发展的理念。
同轴光源还具有较强的抗干扰能力和环境适应性。
由于光线的集中传播特性,同轴光源可以更好地抵抗外部光源的干扰,保证照明效果的稳定性和一致性。
同时,同轴光源在设计上可以灵活调整光线的角度和范围,适应不同的环境和需求,具有较强的适用性和灵活性。
总的来说,同轴光源作为一种特殊的照明设计,具有独特的优势和特点。
通过其中心扩展的设计理念和特性,可以实现更加集中和均匀的照明效果,提高照明质量和能效比,同时具有较强的抗干扰能
力和环境适应性。
在未来的照明设计中,同轴光源有望成为一种重要的发展趋势,为人们的生活和工作带来更加舒适和便利的照明体验。
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Discussion on Optical Performance of Lamps with the Same Beam
Angle
Chu Xingwu
( Shanghai Xiaoxing Lighting Design Studio, Shanghai 200233, P. R. China)
Abstract: Through detailed analysis, this paper clarifies that the optical properties of lamps with the same beam angle may not be identical or even very different. It clarifies people’s vague understanding of the beam angle of lamps and lanterns, so as to make lighting design more reasonable and scientific.
Keywords: lighting design; beam angle; light distribution curve
光束角相同的灯具光学性能探讨
初醒悟
(上海晓醒照明设计工作室,上海 200233)
摘要:通过详尽的分析,阐明了具有相同光束角的灯具,光学性能可能并不完全相同,甚至会有很大的差别。
澄清了人们对灯具光束角的模糊认识,便于更合理、更科学地进行照明设计。
关键词:照明设计;光束角;配光曲线
收稿日期:2018–07–13
作者简介:初醒悟(1966 -),主要从事建筑、桥梁、园林等室外景观照明设计。
光束角是灯具最重要的技术参数之一,是指垂直光束中心线之一平面上,光强度等于50%最大光强度的二个方向之间的夹角。
根据其数值的大小,通常将其分成窄光束、中光束和宽光束三类。
通过配光曲线,直观地加以区分。
但是,这里有一个潜在的问题:光束角相同的灯具光学性能是否相同?笔者将通过详尽的分析,解答这个问题,进而帮助照明设计师更合理、更科学地做好照明设计。
1 配光曲线的数学表达式
轴对称配光灯具在某一方向上的光强表达式为I (θ) =I 0 (cos θ) m (1)
为了讨论方便,并且不失一般性,以30°光束角为例。
为了简化问题,只讨论轴对称配光的灯具。
由文献[3]可知,对于光束角2β=30°,
β=15°,指数m =l g 0.5/l g c o s β=l g 0.5/lgcos15°≈19.993 7
设灯具效率η=72%,则中心光强
I 0= (m +1) Φ0η/2π= (19.993 7+1)×1 000×72%/2π≈ 2 405.7 cd
故,光强表达式为
I (θ) =2 405.7(cos θ) 19.993 7 (2)
对应的直角坐标和极坐标配光曲线如图1所示。
图1 30°
光束角灯具配光曲线
22
将4条配光曲线合成到一张图上(见图5),可以清晰地看出,虽然形状各不相同,但其光束角均为30°。
在这里,为了保证初始光通量、光通输出量均相同,4条曲线的最大光强并不相同,只是为了便于比较,才将其统一画在同一高度上。
在某些情形下,式(1)能很好地拟合方向角θ上的光强I (θ)。
但是,此公式并不能涵盖所有可能的配光形状。
在此,讨论以下4种典型的配光曲线形状。
为便于比较,光束角统一为30°,且4种灯具的功率均为10 W ,灯具效率均为72%,即初始光通量为1 000 lm 时,光通输出量均为720 lm 。
借助Microsoft Mathematics 软件,将每一种配光曲线,均拟合为一个数学表达式,以期给出精确的结论。
针对每一种灯具的光强表达式,均检验其光束角是否为30°,并用式(3)计算光通输出量。
式(3)的推导过程及符号意义见文献[3]。
图2 30°
光束角的双峰形配光曲线
I 0=21 725.4×0.13=2 824.3 cd
图3 30°
光束角的尖顶形配光曲线
3)尖顶形
光强数学表达式见式(5),配光曲线如图3
所示。
图4 30°光束角的平顶形配光曲线
1)单峰形
光强数学表达式见式(2),配光曲线如图1所示。
I 0=2 405.7 cd
I 15°=2 405.7cos 19.993 7 15°=1 202.85 cd= I 0
/2
(3)
2)双峰形
光强数学表达式见式(4),配光曲线如图2所示。
I (θ) =21 725.4(cos (3(θ+180°)) +1.13) (cos θ) 53.145
(4)
4)平顶形
光强数学表达式见式(6),配光曲线如图4所示。
I (θ) =15 062.2(cos (3(θ+180°)) +1.19) (cos θ) 46.899
(6)
I 0=15 062.2×0.19=2 861.8 cd
I 15°=15 062.2(cos (3(15°+180°)) +1.19) (cos15°) 46.899=1 430.9 cd=I 0/2
I max = I 5° =21 725.4(cos (3(5°+180°)) +1.13) (cos5°) 53.145=2 911.0 cd
I 15°=21 725.4(cos (3(15°+180°)) +1.13)
(cos15°) 53.145=1 455.5 cd=I max /2
I (θ) =342.65(cos (19θ)+6) (cos θ) 16.765 5 (5)I 0=342.65×7=2 398.6 cd
I 15°=342.65(cos(19×15°)+6) (cos15°) 16.765 5= 1 199.3 cd= I 0/2
=720 lm
23
图5
配光形状对比图
2 光斑对比
运用DIALux evo 5照明计算软件,探讨具有相同功率(10 W )、相同初始光通量(1 000 lm )、相同灯具效率(72%)、相同光束角(30°)的4种不同配光曲线灯具产生的光斑对比。
1 m 距离垂直照射某一平面,形成的光斑及照度值对比从左至右如图6、图7
所示。
图6 垂直照射光斑对比图
图7 垂直照射照度对比图
4种灯具距墙面0.1 m 洗墙效果形成的光斑及照度值的对比,从左至右如图8、图9
所示。
图8
洗墙光斑对比图
图9 洗墙照度对比图
3 结论
通过探讨光束角相等情形下多种配光曲线的可能性,得出如下结论:光束角相同的灯具,光学性能可能并不完全相同,甚至会有很大的差别。
所以,灯具的光学技术参数只谈光束角是不够的,应用配光曲线表达。
参考文献
[1] 初醒悟.立体角计算公式[C ]//中国照明学会
(2005)学术年会论文集,上海,2005.
[2] 北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手
册[M].2版.北京:中国电力出版社,2006.
[3] 初醒悟.照明与数学[J].照明设计,2012(4):78-79.
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