LED光源的排列与配光分析之二
LED灯具配光知识
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• LED灯具配光基础知识 • LED灯具配光技术 • LED灯具配光应用 • LED灯具配光性能评价 • LED灯具配光发展趋势与挑战
01
LED灯具配光基础知识
配光定义与重要性
配光定义
配光是指灯具发出的光线在空间 中的分布情况，包括光线的投射 角度、范围、亮度等特性。
配光的重要性
失真评价
总结词
失真是指LED灯具的实际配光曲线与理想配光曲线的偏差程度。
详细描述
失真评价关注LED灯具在实际使用过程中，其光线分布是否与预期一致。失真小的LED灯具，其光线 分布更接近理想状态，能够更好地满足照明需求。
色偏评价
总结词
色偏是指LED灯具发出的光线与标准色温 的偏差程度。
VS
详细描述
侧光配光
光线从侧面投射到目标区域， 常用于营造立体感和层次感。
窄角配光
光线覆盖较小的角度，适用于 局部重点照明。
配光标准与规范
01
国际照明委员会（CIE）标准
制定了一系列关于照明和配光的标准，为行业提供了指导和规范。
02
国家标准
各国根据自身实际情况制定了相应的照明和配光标准，如中国的《建筑
照明设计标准》（GB50034）。
详细描述
配光均匀性好的LED灯具，其灯光照 射范围内的亮度分布较为均匀，没有 明显的暗区和亮区。这样可以更好地 满足照明需求，提高照明质量。
眩光评价
总结词
眩光是指由于光线过亮或分布不均，导致人眼观察到刺眼或不舒服的现象。
详细描述
LED灯具的眩光评价主要关注其眩光等级和眩光控制能力。眩光等级低的LED灯具，光线柔和，不易引起人眼不 适；而眩光控制能力强的LED灯具，能够更好地抑制刺眼光线，提高照明舒适度。
led灯珠的光强分布
led灯珠的光强分布
LED灯珠的光强分布通常是由其光学设计决定的，包括反射杯、透镜、光杯等元件。
这些元件可以改变和聚焦光线的方向，从而影响光强分布。
一般来说，LED灯珠的光强分布可以分为两类：点源式和面源式。
1. 点源式：这种类型的LED灯珠的光线从灯珠的中心发出，光线呈点状分布。
这种分布的光线照射范围较宽，但光照强度较低。
2. 面源式：这种类型的LED灯珠的光线从灯珠的四周发出，光线呈面状分布。
这种分布的光线照射范围较窄，但光照强度较高。
具体的光强分布会因LED灯珠的品牌、型号、工艺等因素而有所不同。
如果你需要具体的数值，你需要提供具体的LED灯珠的型号和品牌，或者寻求专业的光学工程设计帮助。
LED路灯配光方案(OK,蝙蝠翼配光曲线由来)
2. 4 LED路灯配光方案分析
无论采取何种技术手段或方案,就LED路灯配
光来说,其光输出特性满足夜间道路照明标准
要求,该技术或方案具有良好的使用价值。
广深高速LED路灯实景照
感谢！
— — Jason-zou
要参数。
在配光方面，LED路灯的光学系统设计通常 由一次光学设计、二次光学设计和三次光学 设计3部分组成
2. 1 LED路灯的一次配光
大功率LED透明封装材料（即透镜）的形状设计通常 称作一次光学设计
因此考虑将LED的封装透镜工艺与路灯需要的光输出 特性结合起来就形成LED路灯的一次配光方案。
当最大光强在垂直面内的投射角度达到55º65º时，可以达到照度均匀度的要求。
一般来说，这时的配光实现宽角度的“蝙蝠翼”
形配光。
理想的LED路灯配光 图15 蝙蝠翼形光强输出曲线
2、 LED路灯配光方案
LED路灯的配光方案在道路照明要求的基础
上进行,同时要考虑控制眩光和考虑环境系数。 对道路照明来说，光效和配光曲线是两个重
这是LED路灯光学设计的一大难题
1. 2 LED路灯的配光曲线
发光强度的空间分布曲线通常称为配光曲线。
要得到路面上均匀的照明效果，光束中最大光强 的投射角度非常重要。路灯的下方，光强I0应为是最 小，随着仰角θ增加，光强I θ增加。
函数关系为：
配光曲线表达式
根据平方反比定律，照度与距离的平方成反 比。则与垂直的角度越大，光强越大。
一次配光方案
采用斜射矩形透镜封装配光
采用双头透射封装配光
( a)双头透镜封装LED示意图
( b)双头透镜封装LED配光曲线
图3 双头透镜封装的LED配光结构和配光曲线示意图
LED灯具配光知识
双向四车道-I型路灯
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4型，英文写法：TYPE IV
TYPE IV:半峰光强的等光强轨迹, 越过2.75 MH LRL线, γ0.5角度大于70度.
特点：偏光角度很大； 应用：十字路口，户外球场，广场等泛光照明。
IV型光型的光斑
极坐标配光曲线
PAGE 19
圆形光斑
方形光斑
PAGE 23
如何看配光曲线?
用二维曲线图来表示三维空间分布，往往比较抽象。因此，配光曲线比较难 理解。 配光曲线有多种形式，最常用的是极坐标配光曲线，其次是矩坐标配光曲线。 但无论何种形式，都是由空间的三维光强分布演变而来。
从配光曲线能看出什么？
1、发光角度 2、中心光强 3、中心点最大照度
4、光通量
PAGE 02
一个比较简单的方法：将被照明的目标面均匀取点，将这些 点与灯具所在点连线，得到的形状，大概就是合适的配光曲 线。
此方法只能大致 判断配光曲线是 否符合要求！
沿路面行车方向的面的配光曲线
垂直路面行车方向的面的配光曲线
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每个路灯 有近一半 的光浪费
双向四车道-I型路灯
隧道照明的中 间布灯；路灯 的中间布灯方 式比较少见。
纵向分布的分类
M: Medium
最大光强点（下图中的红点）落在2.25 – 3.75 MH TRL线之间时, 相应的γ角度为66 – 75度;
纵向为M, 横向为 Type 3, 合起来为3M.
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纵向分布的分类
L: Long
最大光强点（下图中的红点）落在3.75 – 6 MH TRL线之间时, 相 应的γ角度为75 – 80度;
反射: 二次光学中, 只采用了反射形式的情况, 包括镜面反射, 漫反射等
LED路灯的配光方案_LED照明驱动电源与灯具设计_[共7页]
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第6章LED 路灯和隧道灯解决方案 267║图6-5 蝙蝠翼形光强输出曲线6.3.2 LED 路灯的配光方案在配光方面，LED 路灯的光学系统设计通常由一次光学设计、二次光学设计和三次光学设计3部分组成。
1．LED 的配光方案LED 光源本身的配光属于灯具的一次光学设计。
如果所选择的LED 配光方案不当，就为灯具的二次光学设计增加了难度。
因此，LED 路灯的光学设计必须从单个LED 的配光设计着手。
（1）LED 的光输出特性大功率LED 透明封装材料（即透镜）的形状设计通常被称作一次光学设计。
同样的芯片经过不同的封装工艺，其出光角和光强分布是不同的。
图6-6所示为LED 几种主要类型的光强输出特性曲线。
在大功率白光LED 光强输出特性方面，朗伯型、蝙蝠翼型和聚光型应用较多，但是并不能将其直接应用到路灯中，必须通过再次配光设计得到满足道路照明要求的灯光输出特性。
（2）LED 的配光方案① LED 的一次配光方案。
在大功率LED 制程中，封装采用透镜工艺。
由此可以考虑将LED 的封装透镜工艺与路灯需要的光输出特性结合起来形成大功率LED 的一次配光方案。
a ．斜射矩形透镜封装配光。
LED 斜射矩形透镜封装结构示意图如图6-7（a ）所示。
这种封装透镜顶部为倒圆角的矩形，矩形面呈圆弧状，与水平方向保持一定的角度，对LED 芯片的光输出方向可以发生可控的改变，出光效果如图6-7（b ）所示。
在通常情况下，路灯灯距约为灯高的3倍。
经计算，灯的光输出角在C 0/C 180方向上约为140°，在C 90/C 270方向上约为80°，仰角约为10°，则可以获得令人满意的道路照明效果。
采用斜射矩形透镜封装的LED ，易于LED 路灯的再次配光。
║268LED照明驱动电源与灯具设计图6-6 常见的LED光强输出特性曲线图6-7 采用斜射矩形透镜的LED一次配光方案及出光效果b．双头透镜封装配光。
LED配光曲线知识
配光曲线知识分享•灯具配光曲线分类•配光曲线的坐标系统•配光曲线的绘制方i•配光曲线的用途•示例一、灯具配光曲线分类■根拥国际分类，照明灯貝的罷朮方式町依其向上光通量与向卜•光通量区分为直接照明（向下光通量占90-100%）、半直接照明（向卜•光通量占60-90%）.全般扩散照明（向下光通量占40-60%）、半间接照明（向下光通量^10-40%,向上光通量占60-90%）及间接照明（向下仅占0- 10%,向上占90-100%）等五种，如表：配光曲线分类表二、配光曲线的坐标系统■普通巖常廂的利I国际明萎员会推荐的(CIE, 1973b)是C-Y坐标系统，如下图。
C 代表经度平面角度，角Y代表倾斜角度，系统的轴穿过灯具的中心。
角Y从最低点开始计量。
.< I I < I I■対泛光灯貝•使丿I」最广泛的是V・H系统。
：坐标系统対丁旋转对称灯具的配光，一般用极坐标或直角坐标的配光曲线，如下图：血角坐标三、配光曲线的绘制方法・d义：用以衣示灯具在各方向的光度人小的曲线图。
■绘制方法：■以灯具申心点作址极坐标之玮点,垂直向下冲盲线作为极和，以原点为圆心，以极轴为半径向右转动90°,用以标示该灯貝下半部右边的配光曲线。
■因为灯具均为左右两边对称，故H-人边Z配允ll!l线「依对称原理绘制而成。
丨I ■自原点至曲线匕某一点之长度即你表灯具在该方向匕的光度。
通常〃极轴上所标示Z光度人小是指光通H141000 流明（Im）的烛光数（cd）,即cd/1000lmo■先以照度计在灯貝四周，离光源等距离之H处测得E值，再代入下列公式即可求得I值。
四、计算公式■法线血照度E = // 尸=/昇（〃 / COSOY = geos，/ H2・水平而照度E h= I^COSOf P2= l.COS^/H3■垂闫Ihi照度E v= IpSINOI P1= IpSINOCOS⑹ H2■我们股他川 .陳段，口打. 反/^=（H/COSe）2xE N■然后将不同角度所测衍的E值代入1工求得2再将各I值在极坐标中用曲线连接起拓即得到灯具的配光曲线“I五、配光曲线用途■・般照明设计时用來求某点的TT.射照度「 如： ；；；；；；；；■有一 100W 灯泡，光通量为F=1600lm,共 配光曲线如下图，试求在灯泡垂直下方1m 、 2m 处的照度为多少？•照明设计时光強分布的模拟.一般以IES 数据格式亍入■ ■照度 / = 100 X= 16()( 1000 卜丄•竽=160"以)160 £2 = ^f- = 4O(£(ZV)。
LED发光的光谱及色度分析要点
LED发光的光谱及色度分析要点LED（Light Emitting Diode）发光的光谱及色度分析是指对LED光源的发光光谱进行测量和分析，并从中提取出色彩信息的过程。
这项分析工作对于研究LED光源的色彩品质、色彩一致性和色彩表现能力具有重要意义。
以下是LED发光的光谱及色度分析的要点。
1.光谱测量方法：光谱测量一般使用光度学测量仪器，如分光光度计或光谱辐射仪。
这些仪器能够将光信号分解成不同波长的成分，并给出每个波长对应的辐射强度。
2.光谱特征分析：对于LED光源来说，最重要的是了解其主要的发光波长范围和光谱亮度分布。
通过分析LED光谱，可以确定其色温、色彩饱和度和色彩均匀度等关键参数。
3.色温：色温是用来描述光源颜色特性的参数之一，表示光源发射的颜色呈现暖色或冷色的程度。
对于白光LED来说，色温一般通过CIE（国际照明委员会）标准的色温标准来确定。
常见的色温范围包括暖白(2700K-3500K)、中性白(4000K-5000K)和冷白(5500K-6500K)等。
色温的合理选择对于不同应用场景的照明效果有着重要的影响。
4.色彩饱和度：色彩饱和度描述了光源所发光颜色的纯度或灰度。
通过分析LED光谱，可以得到色彩饱和度的信息。
色彩饱和度的高低影响着光源所呈现的颜色鲜艳程度。
较高的色彩饱和度适用于需要强烈色彩表现的场景，较低的色彩饱和度适用于需要柔和色彩渲染的场景。
5.色彩均匀度：色彩均匀度是描述光源色彩分布均匀性的参数，通过分析LED光谱亮度分布可以评估光源的色彩均匀性。
色彩均匀度的好坏影响着光源的全局色彩一致性，对于需要大面积照明的场景尤其重要。
6.光谱分析软件：为了更好地分析和处理LED发光的光谱数据，可以使用专业的光谱分析软件。
这些软件能够对光谱数据进行滤波、归一化和色域分析等处理，提取出感兴趣的光谱特征，并生成可视化的结果。
7.综合评估指标：除了上述的重要要点外，综合评估指标也是对LED 发光的光谱及色度进行分析的关键。
大功率半导体照明灯具LED的布置和二次光学配光设计
大功率半导体照明灯具LED的布置和二次光学配光设计
大功率半导体照明灯具LED（Light Emitting Diode）的布置和二次光学配光设计至关重要，因为它们可以直接影响到照明效果和能源利用效率。
1. 布置
在进行大功率半导体照明灯具LED的布置时，需要考虑以下几个因素：
- 照明需求：根据照明需要，确定灯具的数量和位置。
- 照明区域：灯具需要的覆盖范围和照度要求。
- 局部照明：需要考虑是否需要局部照明，在灯具的布置时将其合理安排。
- 环境因素：考虑周围环境因素，如温度、湿度、防水等。
2. 二次光学配光设计
大功率半导体照明灯具LED的二次光学配光设计可以从以下几个方面入手：
- 反射器设计：通过反射器的设计，将LED的光线反射，使其更加均匀地照射在照明区域内。
- 透镜设计：透镜可以将LED的光线聚焦和散射，以达到更好的照明效果。
- 光学模拟：利用光学模拟软件，模拟照明区域内的照度分布和光线散射情况，优化二次光学配光设计。
- 光源类型：选择合适的LED光源类型，如冷、暖色调，以及CRI（色彩还原指数）等。
通过以上设计，可以有效提高大功率半导体照明灯具LED的能源利用效率和照明质量，同时也能够减少不必要的投入。
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LED光源的排列与配光之二
用Tracepro4.1.6分析,CAD2006建模,T8(直径26MM)/0.6M灯管 实例 罩壳表面选LENS
138leds 每个500条光线 被照射面1M远 面积800*1000 LED双排,均匀等距排列
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153leds 每个500条光线 被照射面1M远 面积800*1000 LED双排, 均匀不等距排列
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欢迎交流\指正mayertank来自光干涉更严重?QQ:307422980
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结: 1.此次所建模型没有在灯头处画上伸入管材的部份,所以两头光线有 溢出 2.LED其在封装碗状表面材质没有选到更合适的,也不知道荧光粉覆 盖后的具体情况的模拟,所在从芯片出光模拟许多光线在碗杯里面就 拆射了. 3.感谢网上朋友指点在同频率的光线才会产生光干涉,我所讲的光干 涉也是同一LED(理论上),在一个面上排列的情况下的结果. 4.其实简单的单个LED与两个LED就证明了光干涉就证明了光干涉 的存在,只是在多远的距离与损失多少,还不能有具体结果. 5.感谢Q群里的朋友指点我的TP,我也会更多从电子向照明转型,希望 进步多多.以后会更多的TP学习纪录,自勉之. 6.愿意LED的照明更理性,更科学.不论从电源\结构\热学\光学那方面 讲,现在都不能说替代荧光灯或节能灯,只能从别的优势做更好的装饰 照明.
欢迎交流\指正mayertank@ 光斑图,被照射面设置成完全吸收
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章驰 20100410
欢迎交流\指正mayertank@ 中间光通量比两小,即存在光干涉
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