灯具光学讲义ppt

在光度学物理量的基本定义中都要引用到立体 角这一概念，而且立体角在照明计算中也经常用到 。
辐射能和光
• 辐射能（Qe）、辐通量（Φe）、辐强度（Ie）、辐照度（Ee） 、辐亮度（ Le ）；
Km 最大光谱光效能= 683 lm/W
对应的光度量定义： 光能量（Qv）、光通量（Φv）、光强度（Iv）、光照度（Ev）、 光亮度 （Lv ）；
。
γB γA
。
B（90。，γ B）
。
（ ，γA）
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屋边 路边 。
国际照明学会推荐的分布光度C-γ坐标系统
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适合投光灯的分布光度系统
V-H坐标系统
V H
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国际照明学会推荐的分布光度Β -β坐标系统
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光度学中常用的坐标
空间光强分布，可以通过三种方式：
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完全截光型灯具
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等照度曲线
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安装 修正系 高度 数 k
5 4.00 6 2.78 7 2.04 8 1.56 9 1.23 10 1.00 11 0.83 12 0.69 13 0.59 14 0.51 15 0.44 16 0.39
Eh=kE10
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眼睛处在明视觉条件下的光谱光效率曲线
υ
作为光度量——客
观评价的物理量，必须
1.0
υ（λ）
要规定和使用世界上认
0.8
可并适用的标准人眼和
0.6
它的光谱灵敏度数值，
0.4
这就是目前已被公认的
0.2
光谱光效率υ（λ）也
0 400 500 600 700 nm 称视见函数
λ
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1、极坐标 2、直角坐标
室内灯 投光灯
路灯
3、等光强图
旋转对称 二个对称平面 一个对称平面
不对称配光
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极坐标
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直角坐标
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等光强曲线示意
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等光强曲线
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灯具光度测试报告解读 和
在照明计算中的应用
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3、在3.75和6.0MH TRL之间称为Long(L)分布，最大的灯具间隔是安装高度的12 倍。
灯具的横向分布分为四类：
1、当灯具位于或接近于道路边， 50%最大光强的曲线位于参考轴的两边且屋边 1.0M宽，路边1.0-MH宽，这种灯具被称作І类；
2、50%最大光强的轨迹的横向宽度在路边1.75MH LRL以内，属于Ⅱ类； 3、部分的或全部在路边1.75MH和2.75MH LRL之间，属于Ⅲ类； 4、部分的或全部的在路边2.75MH LRL以外，属于Ⅳ类。
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IESNA眩光控制分类
最大光强的垂直角度以上的光分布控制
完全截光型 离开灯下点90°（r=90°）以上的所有角度的光强值为0，而且
在离灯下点80°（r=80°）的位置每1000流明的光强值不超过100cd（10%）。围 绕灯具的所有横向角度都要满足这个要求。
截光型 离开灯下点90°（r=90°，水平）的位置的每1000流明的光强值不超
1.0MH
2.75MH 1.75MH 1.0MH
人行道边线
灯具的纵向分布分为三种（供参考）：
1、当最大光强点位于1.0和2.25MH TRL之间时，此灯具被归类为Short(S)分布， 最大的灯具间隔是安装高度的4.5倍；
2、在2.25和3.75MHTRL之间的，此灯具被归类为Medium(M)分布，最大的灯 具间隔是安装高度的7.5倍；
常用光度学单位及其相互关系
Φ
• 光通量Φ（lm） • 光强I（cd） • 照度E（lx）
E
I I=E·L2
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常用的光度测量定律
• a)照度的平方反比定律
I
E= I
l2
n
dΩ
ds
垂直于光线传播方向的照度与光源 在该方向的光强成正比，与光源到表面 的距离的平方成反比。
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后面 例题
当灯具安装在9米高，求在马路上且 垂直于马路纵向的方向上，离灯下 点的水平距离13.5米的地方的照度 值是多少？
注意：只有点光源才符 合距离平方反比定律。 (测试距离不应少于灯 具出光口面最大尺寸的 10倍。)
b)照度的余弦定律：
I
E1
S1
θ S2 E2 d为光源到S1平面的垂直距离
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S1面：E1=
S1
=S 2 cos
；
S2面：E2=
S2
；
∵ S1=S2 cosθ ∴ 显而易见：E2= E1cosθ
过25cd（2.5%），而且在离灯下点80°（r=80°）的位置不超过100cd（10%）的
灯具是达到截光水平的。同样应用到围绕灯具的所有横向角度。 半截光型 离开灯下点90°（r=90°，水平）的位置的每1000流明的光强值不
超过50cd（5%），而且在离灯下点80°（r=80°）的位置不超过200cd（20%）的 灯具是达到截光水平的。同样应用到围绕灯具的所有横向角度。
培训目的
1. 了解和掌握光度学基本知识的基础，学习光学的基 本定律，为对照明计算和灯具的控光部件（主要是 反射器）的研究作准备。
2. 能看懂三大类灯具（室内灯、路灯和投光灯）的光 度测试图表，并且能从中了解灯具的光学性能并能 利用图表进行简单照明计算。
3. 能够根据灯具的配光曲线来设计灯具的光学部件, 例如反射器等。
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电磁波频谱图
紫外线
可见光
红外图电磁电波磁频波频谱谱图图 常用380—780nm表示可见光的范围
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λ〔 〕
光度学的几个基本概念
平面角和立体角
A A
o
αl r
B
(a)
A＇
s
Ωo
r
(b)
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α= l r
平面角和立体角
Ω= S r
2
道路灯具
子午面配光曲线 圆锥面配光曲线 等光强曲线 等照度曲线 光通量利用系数曲线
光源：400WHPS 子午面配光曲线
圆锥面配光曲线
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等光强曲线
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IESNA路灯分类图
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用圆形网图表示IESNA路灯分类
马路横跨线
6.0MH 3.75MH 2.25MH
将它与照度的平方反比定律结合起来就有 ：
E= I ·cosθ d2
c)余弦立方定律
光源
O
h
D
式中：I—点光源射向该点的光强；
h—光源离该平面的高度；
θ—平面法线与入射光线的夹角；
I
l— OA长度。
E θ
E= I ·cosθ= I ·cos3θ
l2
h2
A
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适合路灯的分布光度系统
c-γ坐标系统