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全面解读配光曲线 及其简易获取方法

文章出处:网络整理 人气:发表时间:2022-01-05

光强是一个与距离无关的量,这一点很重要。

② 照度:单位面积上接收的光通量。

符号: E;单位:勒克斯(Lux),导出单位: lm / m2

某处的照度值,与该处到光源的距离有关,而且还与方向有关。在实际应用中必须注意。

③ 光束角:发光强度等于光束中心光强 N%的两边的夹角。

N 值规定如下:

  CIE- 国际照明委员会(欧洲)     1/2 Imax  
  IES- 美国照明工程学会     1/10 Imax  

这里谈一下本人的观点。

由于照明灯具的多样性,灯具出射的光斑有很大不同,尤其是一些小角度的聚光灯。所以,单给出一种 N 值,有时不能区分和认识灯具的发光分布状况。建议灯具厂家同时给出两种 N 值的光束角数据。

另外, 1/2 Imax 通常也被称为半峰边角。

其实,最好是定义 1/10 Imax 为光束角, 1/2 Imax 为半峰边角。

2 光度学量之间的换算

这里主要介绍光强和照度的换算关系,这在照明设计中是常用的。这里只给结果,读者可以根据光度学有关概念的定义自己推导。

全面解读配光曲线
及其简易获取方法

(1)

式中, r 是光源或灯具出光面光度中心到被照射面测试点的距离。

公式(1)就是配光曲线测试时的基本计算公式,同时也是做照明设计的基本计算公式。

需要注意

① 公式(1)中的照度,是光源或灯具发光面在相应角度上的法向照度。或者说,照度计探头 的法向必须指向光源或灯具出光面的光度中心。但在实际应用中,可能需要对公式(1)的应用做些变通,这在后面会介绍。

② 公式(1)仅适用于点光源

2

配光曲线及应用

1 配光曲线及常用表达形式

1.1 什么是配光

光源发光时,光线的方向是向各个方向的。人们要利用光源达到需要的照明,就需要特定的机构来控制光线,对光线的空间分布进行重新调整,使得光线在空间的分布达到需要的状况,这种控制就是配光。

对于电光源,配光就是光源体发出的光线通过封装结构所达到的空间光分布状况。比如, LED 元件是通过支架结构、胶体和一体化的透镜来配光。

对于灯具,配光就是通过灯具,将光源发出的光线调整到所需的空间光分布状况。

1.2 什么是配光曲线

为了了解光源或灯具的空间光度分布状况,并指导照明设计,需要测试光源或灯具的空间光度分布。

参看图 1,光源或灯具可能向空间各方向出光,为了表达方便,设想一个空间球,灯具或光源的出光中心设置在球心。要得到球面上光度数据,是无穷大的数据量,这既无可能,也毫无必要。 实际只是根据光源或灯具的出光特征,选择一些特殊的、过“球心”或光度中心的截面、及适当的角度间隔来测试光强数据。

全面解读配光曲线
及其简易获取方法

图1 灯具在空间的出光

特殊截面的选择,应该是根据灯具出光特征来选择。通常以最少的测试截面和最少的角度数能完整、准确地表达光源或灯具的发光特性为目标。比如:对于点对称光源,如白炽灯,通常只需测试一个方向的光强值就可以了。对于轴对称灯具或光源,通常只需测试过球心的一个截面的四个象限中的一个象限范围适当角度数量的光强值即可。其它角度的数值可以通过插值或对称计算得到。有了先进的光度分布测试仪,当然可以不局限只测试几个特殊面,可以根据灯具的光度分布状况和你愿意等待的时间,测试很多的空间角度光强数据。

将光源或灯具在空间各处的光强数据绘制到坐标系中,就成为通常所说的配光曲线。

将光源或灯具在空间各角度的光强数据以标准规定的格式写入一个文件中,就构成 IES 文件。

这方面的内容本文就不多讲了。

1.3 配光曲线的表达形式