照明电器中的光问题

1、照明电器中de光问题,综述 灯具的功能就是利用光源发出的光线投 射到需要的地方,使该处得到相应的符合工 作/活动需要的光环境.这就是灯具的照明 功能. 要求的照明功能是:效率最高,配光最好. 在满足最佳照明功能的前提下,对光源 的寿命影响最小,符合电气安全要求,灯具的照明功能设计要求和途径 光源的配光灯具的光学系统需要光分布 创造需要的光环境,岂止照度! 一定要了解各种场所的照明要求,需要的光环境的基本内容: 满意的照度(可愉悦工作); 舒适的亮度分布(含环境亮度), (明度感觉); 没有(很低的)各种眩光(来自灯具工 作面空间任何方向); 节能和环保的,明度B和亮度L是不同的: 明度是感觉量

2、,亮度是物理量; 明度是主观量,亮度是客观量. 一般认为的关系式: B=klgL 不同适应亮度下的K值不同,一.了解各种场所的照明要求是关键 1.各种场所的照明标准的指标 举例: 室内(眼睛):水平照度, (摄像机):垂直照度. 室外(摄像机眼睛):垂直照度, (眼睛):水平照度, (眼睛):亮度, (眼睛):半柱面照度,2.了解各种场合观测的状态 1)道路照明例 观测亮度的规定,道路照明的计算区域的规定,2)书写作业例 眩光区在头顶,3)OA办公例 屏幕上的灯具反射映象. 屏幕上的字迹亮度200cd/m2,4)室内灯具产生各种眩光的角度范围,3.探究各种场所需要的配光曲线 1)道路照明的例子

3、,2)书写作业的例子 纸张上灯光的光幕反射. 头顶上的区域称眩光区,蝙蝠翼配光的空间示意,蝙蝠翼配光能减少光幕反射,提高纸面上的 可见度. 为什么要呢,3)OA办公的例子 以电脑作业为主,办公室作业人员对照明的重要性,眼睛与电脑的位置,OA办公室内的灯光放在任何地方都有问题,手的遮影 一刹那的干扰会 带来许多遗憾,来自灯具在屏幕上的反射干扰,纸面上的光幕反射 眩光源在纸面上产生了光源的影像就像 有层光幕遮盖在视看对象上,解决办法 直接照明方法-双抛物面格栅,OLC格栅-提高了效率约5,间接照明方法 间接照明来历的说明,OA办公室中的灯具亮度要求,间接照明的灯具效率说明,半间接照明的效果,US

4、Alanby的例子,二.了解人眼的基本需求是基础 室内场所,人眼感觉的亮度范围,适应水平和感觉的明暗,教室内的亮度分布,办公室的亮度分布,物理量与心理量的差别 看三个实验,1,照明环境的评价,环境照度与色温,实际上,照明需要达到的效果就是达到 上面的诸多要求: 对被照物: 1)光能量的分布; 2)光线的照明方向; 对眼睛: 1)灯光的位置; 2)眩光的感受. 对灯具: 发亮面的感觉,三.灯具的光学设计 1。基本原理和知识: 1）亮度不变定律 任何光学系统只会降低光源亮度,不 会升高亮度; 2）光源光通量的再分配-符合能量守 恒定律; 3）光线直线定律,1）亮度不变定律 经过反射折射的光线亮度不

5、变,亮度不变定律的用途: 计算通过光学系统后的光强分布: 三种工厂灯的实样图,计算光强及其分布的举例 不管反射式还是透射式,一样计算. 找出各个角度上的闪亮面积,2）能量守恒定律 从一个光源到一个灯具,从一个灯具到n 个灯具(一个场所的照明).都遵守该定律,能量守恒定律的用处 多灯具合成场所的照明(度E)计算 以单灯的光度数据为基础. 有遮格时还要考虑遮格的档光! E=N单个光源UL/S中的N就是这个意思,计算光源光线如何通过照明器分配到被 照面上 的计算 途径. 从(,) 到(C,从得到的从, (,)中的光线反射到C, (C,)中去计算反射/折射器的曲线,3）光线de直线定律和 反射定律：

6、入射光线,反射 光线和法线在同一平面内。 折射定律: n1sin1=n2sin2 入射光线,折射光线 和法线在同一平面内,反射 利用反射定律得到反射器的曲面 a.从已知i,r中求得n。 b,曲面的一般表式,折射 折射中的全反射和反射 在用透镜使LED得到蝙蝠翼配光中，透 镜内的反射发生在每根光线,1,反射情况随入射光线的角度变化,2。计算前要考虑的内容: a.被照面上接受光源直接光和反射器的 反射光,计算时要先考虑直接光的贡献,不足 部分由反射器提供; b.角度坐标的概念和正负号; c. (,)与(C,)的对应关系并非单值解; d.必须事先将光源光通的空间分布了解 清楚! e.近场和远场的问题

7、; f.实际光源不是点光源的问题,a.被照面上的光线由光源直接提供和反射 器提供两部分组成,b.(,)与(C,)的对应关系并非单值解的示 例下图中,来自光源的光通相同,照明效果 一样,但反射面的形状不同,c.近场和远场的问题 近距离以 致不能作为 点光源的情 况-近场. 灯具线度 小于5倍距离 的-远场,d.非点光源的光源 可分为均匀亮度 非均匀亮度两类 均匀亮度 用整个光 源做分析,非均匀亮度的 对非均匀亮度的可细分为若干个均匀亮 度的点光源后再按点光源处理,3.通过能量守恒关系得到(,)与(C,)的对 应关系,找到光源光线与反射光线的对应关系: 灯具系统光通量是部分光源光(以直接 光形式射

8、出)与反射器射出之和. 灯具射出光通量(灯具) =光源直接射出光通(D)+射到反射器光通 (1-D) X 表式见后,光源光通和灯具光通的关系,反射面: 规则的对称面 用曲线方程表 达的曲面. 自由曲面 由一段一段直 线构成的曲面,四.商照设计的关注点 1.商照设计的主要对象(指重点照明用) 筒灯(downlight,下射灯,下照灯) -一般照明,局部一般照明; 射灯(MR16,投射灯) -accentlighting,重点照明,商照中的另一类-一般照明 提供一个较大范围内空间中的照明,2.筒灯及其光学性能 提供某方向或空间中的照明,筒灯的形状 无发光边-有格栅片和敞开的 有发光边的-增加天花板的亮度,3.射灯的光学性能 1)卤钨灯的作用 光色好:色温:3000-3400K, 暖色; 显色性好: Ra:99-100 光的感觉好,真实反映颜色,柔和,饱和,2)卤钨灯照明的问题 (1)灯丝(电弧)成象 灯丝在旋转对称反射面中成灯丝的 象,影响照明质量,2)光斑边缘的问题-柔光 增加或减少光斑边缘的清晰程度是创 造照明效果的关键-柔光的办法. 光斑示意图,得到不同柔光的方法 硬边:成象光学系统; 软光斑:龟板