灯具基础知识讲义讲解

照度(勒克斯) 0.0003 0.2 20--100 100--500 1000--10000
照度平方反比定律
E=I/ D2 E= 照度 I= 指定方向的光强 D= 从光源到照射点的距离 反比定律表明照度与从光源到照射点的距离的平方成反比。 注：1）光源必须可以被认为是点光源
2）平行光不遵循该定律
20-39
4
较差
对显色性无具体要求的场所（道路）
注：色温高不等于显色指数高，显色指数高也不等于色温高。
常见光源显色指数
常见光源显色指数表
光源 白炽灯 高显色金属卤化物灯 高显色荧光灯 紧凑型节能荧光灯 暖白LED
显色指数CRI
100 85~92 85~92 80~85 75～85
光源
金属卤化物灯 冷白LED
灯具的基础知识讲义
目录 一.光的认识 二.光的基本感念及常用单位 三.光各种单位之间的关系 四.光的基本定律 五.灯具的基础知识
一、光的认识
1、什么是光？光是一种电磁波
波
γ射线：医用
长
X射线：医用
逐
紫外线：应用于消毒，对皮肤有伤害
渐
可见光：波长在380~780nm
变 大
红外线 无线电波
微波：应用手机通信 短波：收音机
三、几何光学的基本定律
1、光的反射定律： 1）入射光线、法线和反射光线在同一平面内； 2）入射光线与反射光线在法线的两侧，且有：
I’’=-I
说明：反射器一般是利用反射定律来设计配光的
2、光的折射定律： 1）折射光线与入射光线和法线在同一平面内； 2）折射角与入射角的正弦之比与入射角的大小
无关，仅由两介质的性质决定，当温度、 压力和光线的波长一定时，其比值为一常 数，等于前一介质与后一介质的折射率之 比，即
大功率高亮度 LED 2012年可达
2020年可达
80～100 lm/W 50～70 lm/W
150 lm/W 200 lm/W
5、光强（发光强度） 光源在单位立体角内所辐射出的光通量。单位坎德拉，即cd。
光源
I=Ф/
=S/r²
Ф
I = dФ/dω 1cd = 1lm/1sr
6、照度
照度是表示物体被照亮的程度的物理量。 当光通量投射到物体表面时，可以把表面照亮，照度就是照射到物体表 面的光通量Φ与物体表面面积S的比值，即
2、LED各种色温的光谱图
560nm
610nm
530nm
1）冷 白LED：紫外含量高 自然白LED：紫外含量中 暖 白LED：紫外含量低
2）峰值波长： 冷 白LED：~530nm 自然白LED：~560nm 暖 白LED：~590nm
3）波长越长，光能量越低，色温越 低，光色偏黄
4）蓝色波长：424～455nm 青色波长：455～492nm 绿色波长：493～575nm 黄色波长：575～585nm 橙色波长：585～647nm
定：
红色： 紫色界限 y = 0.980–x
黄色界限 y = 0.335
黄色： 红色界限 y = 0.382
白色界限 y = 0.790–0.667x
绿色界限 y = x－0.120
X
4、光通量 光通量是由光源向各个方向射出的光功率，也即 每一单位时间射出的光能量，以φ 表示，单位为流明 (lumen,简称lm)。 1W = 683 lm 表示1W的功率全部转换成波长为555nm的光， 为683流明。这是最大的光转换效率，也是定标值， 因为人眼对555nm的光最敏感。对于其它颜色的光， 比如650nm的红色，1W的光仅相当于73流明。对于 白色光，因为其为复合光，光谱结构不同，光通量也 不同。
四、配光曲线
1、定义 配光曲线是表示灯具发出的相对光强度分布曲线，单位cd/k.lm
（读为：坎德拉每千流明）
极坐标
线坐标
2、读图
1）从图中可以出此灯具为旋转对 称配光； 2）灯具正下方0度方向光强最强， 为600cd/k.lm；也可读取任意角度 的光强值，例如：30度方向的光强 为390cd/klm； 3）假定灯具光通亮为1000 lm，则 0度方向光强为600cd，如光通量为 2000lm，0度方向光强为1200cd； 4）灯具的半光强角为70度，发光 角度为100度； 5）配光曲线与光源功率无关。
应用实例：CREE LED (实物举例)
常用电光源的色温
2、显色性：
光源对物体的显色能力称为显色性。以显色指数衡量。
指数（Ra）
等级
显色性
一般应用
90-100 80-89
1A
需要色彩精确对比的场所（电视转播）
优良
1B
需要色彩正确判断的场所
60-79 40-59
2
需要中等显色性的场所
普通
3
对显色性的要求较低，色差较小的场 所
说明：条纹玻璃透明件等一般是利用反射定律来设计配光的
3、全反射 当光从光密介质射向光疏介质时，逐渐增大入射角到某一值 时，折射角 达90度 ，使折射光线沿界面掠射而出。若入射角继 续增大，将会发生全反射。对应于折射角为90度的入射角称临界 角：
LED透镜
说明：LED光源采用透镜全反射配光设计时，由于透镜材料（PMMA、PC）的透光率很 高，全反射效率也很高，因此其配光效率比采用反射定律配光的反射器的配光 效率高10%～30%
E=Φ/S 照度的单位是勒克斯(lx)，面积的单位是平方米(m2)。 若被照面积是1m2，照射的光通量是1lm，则被照面上的照度就是1lx。
照度的数量级概念
照度环境情况 无月夜天光在地面产生的照度 接近天顶的满月在地面产生的照度 办公室工作所必须的照度 晴朗夏天在采光良好的室内照度 晴朗夏天太阳不直射的露天地面照度
光效：光源消耗1W电功率所发出的光通量Φ， 单位是流明/瓦(lm/W) 。
常见光源的效率
白炽灯 / 卤钨灯 荧光灯 高压汞灯 高压钠灯 金属卤化物灯
10 ~ 20 lm/W 50 ~ 60 lm/W 40 ~ 60 lm/W 80 ~ 140 lm/W 55 ~110 lm/W
LED光源的效率
小功率LED
普通直管荧光灯 荧光高压汞灯 高压钠灯
显色指数CRI
80 70～80 65~75 30~40 28~32
YHale Waihona Puke Baidu
3、色坐标 色坐标也叫色品坐标或色 度坐标，它反映了光的颜色。 由色坐标可以看出，白光 是一种复合光，是由红绿蓝三 原色或其它多种颜色复合而成。
举例：
在《国际民用航空公约附件
十四》 对助航灯具光色有如下规
二、光的基本概念及常用单位
1、色温
在实验中，以绝对零度为起点，加热一铁块。规定加热温度每 升高1度，色温就增加1K。当温度升到800K时，铁开始发红光；升 到1600K时，铁块开始发黄色的光；当温度上升到2800K时，铁块发 出白光；温度上升到5600K时，发出的光与太阳光相似；当温度为 25000K时，铁块发出蓝光。