光学设计配光曲线
光度数据通常使用Type A坐标系
• Type B（B-β） • 投光灯
极轴在水平方向。水平半平面内的 角度数据叫做H角度，到此平面的垂 直角度是V角度。使用（H，V）坐 标指示球面上的某点。 H 0 ° 在赤 道圈上。灯具口面通常瞄准点（0， 0），并且V 0 °平面垂直于灯具口 面。H角度的范围是从-90 °至90 °。 V角度范围从-180 °到180 ° ， -90 °将在最低点，90 °在最高点。
D
0.2
E
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (α)
注意：配光表达式的应用
1.0
纵向配光函数值 (I/I0)
线状灯具纵向配光函数值
0.8
0.6
Iθ,α/ Iθ,0与图中曲线比较,
0.4
与之最接近的曲线即为该灯
0.2
A
B C D E
具纵向配光的类型
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (α)
>*<与角度对应的光输出变化系数>TILT= INCLUDE才存在 • *<光源数> <流明数/光源> <乘数> <垂直角度数量> <水
平角度数量> <配光曲线种类> <单位类别><发光面宽> < 长> <高> • *<镇流器因子> <镇流器光源光强因子> <输入瓦数> • *<垂直角度> • *<水平角度> • *<第1水平角度的全部垂直角度光强值> • *<第2水平角度的全部垂直角度光强值> • *............... • *<最后一水平角度的全部垂直角度光强值>
平面等照度分布曲线
• 平面等照度曲线：连结测量截面上等照度的点的曲线。
空间等光强曲分布线
空间等光强分布曲线（圆形网图）
空间等光强分布曲线（极坐标图）
配光曲线的测量：分布式光度计
测试基准面
测试环境为暗室 手动
测试距离R
探头 刻线
因此，
计算机
前后可调
自动 转台
RS232C
左右、俯仰 可调
探头 探头支架
I Cos
E r2
E I r2
I E•r2
IES格式（北美标准）
• 灯具配光的IES标准文件格式如下： • IESNA: LM- 63- 2002 • [Keywords #] 关键字资料 • *TILT=<file-spec>或<INCLUDE>或<NONE> • *<光源相对于灯具的位置>*<倾斜角度的数量>*<倾斜角度
必须项
1）原本定义为灯具的尺寸 2）在讨论UGR时，须定义
为发光面的尺寸
光源数
每个光源 光通量
光强 垂直角 水平角
单位
倍率 数量 数量 1-ft，2-m
发光面 发光面
直径
高
镇流器 因子
镇流器 光源光 强因子
输入功 率
配光曲线种类 1-C，2-B，3-A
发光 面宽
C0180
发光 面长
C90270
发光 面高
——根据灯具发出光通量在上下两个半球空间的分布情况分类
直接型 半直接型 全漫射(直-间接)型 半间接型 间接型
★灯的上半★部下分射几光乎通没★供有适作光当业线安照，装明光可通★使增量直加利散用射光★照反明射效光果照，明光， 率最高 ★上射光通供接环眩境光照最明小，线光更加柔和均无匀阴影和眩光
★顶棚很暗★，减与少明了亮灯的具灯线与具柔顶易和棚形均间成匀的对★强光比烈通眩对损光比失，更★多光，损经失济大性，差缺 ★光线集中且使方室向内性环强境★，光亮易通度产量适生损宜较失、浓★较缓灯重多解具阴阴易影影积尘而乏影立响体其感效率
不同类型灯具的C平面规定
格栅灯、筒灯、工矿灯等
路灯
投光灯
非对称光源配光曲线 实线：C 0°- 180°，虚灯具的最大光强（即锋值光强），单 位：cd。
• 光束角(FWHM)，一般是指在50%最大光强间夹 角为光束角，单位：度。
• 窄光束：光束角≤20° • 中光束:光束角在20°～40° • 宽光束光束角≥40°
配光对称性
轴向对称（旋转对称）
对称
非对称
朗伯光源的发光强度表达式： I20c0o(sc)d
请在直角坐标系和在极坐标系中画出其配光曲线。
出射 发光强 角度 0 200 10 196.96 20 187.94 30 173.21 40 153.21 50 128.56 60 100 70 68.404 80 34.73
• Type C（C-γ）
极轴是垂直的，如图所示。在垂直半平面测量的角度是γ角度，以及到 此半平面的水平角度是C角度。灯具发光口面通常瞄准坐标系中的 （C0，γ0）点。γ角度范围从0°（最低点）到180°（最高点）。C 平面在角度范围从0°到360°，如图所示。在光度学中C0参考平面位 置，通常是平行于灯具的辅助轴线。
3. 实际光强的换算
为便于比较，配光曲线都是假定光源的光通量为1000lm来
绘制的, 若实际光源的光通量不是1000lm,则必须对由配光曲 线上查出的光强值进行修正
换算公式：
Φ Iθ 1000I(100)0
式中 Iθ——灯具中实际光源在θ方向的光强，cd
Iθ(1000)——灯具中1000lm光源在θ方向的光强，cd
Φ——灯具中实际光源的光通量总和，lm
配光曲线 配光曲线其实就是表示一个灯具或光源 发射出的光在空间中的分布情况 。
可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、 灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息
I f()
配光曲线
• Type A（A-α系统） • 车灯
•极轴在竖直方向。竖直半平面内的角度数据叫做α角度，到此平面 的垂直角度是A角度。使用（A， α ）坐标指示球面上的某点。 α 0 ° 在赤道圈上。灯具口面通常瞄准点（0，0），并且α 0 °平面垂 直于灯具口面。 α角度的范围是从-90 °至90 °。A角度范围从180 °到180 ° ， -90 °将在最低点，90 °在最高点。汽车车灯
光学设计
五邑大学
第5讲 配光曲线
光强的空间分布特性
• 空间图最能直观地描绘光分布的特性。方法是把 各个方向上的光强，以一条条矢径的形式画在球 坐标系上。假定光源在坐标系极点上，这些矢量 合起来构成“光分布体”。
1. 定义
配光特性
光源的光强在空间的分布特性——通常用曲线或表格表示
2. 常用形式
①极坐标配光曲线
出射角 发光强度
0
200
10
196.96
20
187.94
30
173.21
40
153.21
50
128.56
60
100
70
68.404
80
34.73
200cd 150 cd 100 cd 50 cd
60 30 0
200cd
150 cd 100 cd 50 cd
按灯具出射光线的分布分类
CIE光通分类 ——此法已为国际照明界普遍接受
②直角坐标配光曲线
轴旋转对称 配光灯具用
光线集中 的聚光型 灯具多用
用于定量计算
③表格
YG701-3型荧光灯具横向垂直面发光强度值 θ(º) 0 5 10 15 20 25 30 35 …
I θ,0(cd) 228 236 230 224 209 191 176 159 …
④理论配光函数表达式
线状灯具的纵向配光多用
A类：I θ ,α I θ ,0 cos
B类：I θ ,α
I θ ,0 ( cos
cos 2
2
)
C类：I θ ,α I θ ,0 cos 2
D类：I θ ,α I θ ,0 cos 3
E类：I θ ,α I θ ,0 cos 4
纵向配光函数值 (I/I0)
1.0
0.8
A
0.6 B
C 0.4
• Type B（B-β） • 投光灯
极轴在水平方向。水平半平面内的 角度数据叫做H角度，到此平面的垂 直角度是V角度。使用（H，V）坐 标指示球面上的某点。 H 0 ° 在赤 道圈上。灯具口面通常瞄准点（0， 0），并且V 0 °平面垂直于灯具口 面。H角度的范围是从-90 °至90 °。 V角度范围从-180 °到180 ° ， -90 °将在最低点，90 °在最高点。
D
0.2
E
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (α)
注意：配光表达式的应用
1.0
纵向配光函数值 (I/I0)
线状灯具纵向配光函数值
0.8
0.6
Iθ,α/ Iθ,0与图中曲线比较,
0.4
与之最接近的曲线即为该灯
0.2
A
B C D E
具纵向配光的类型
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (α)
>*<与角度对应的光输出变化系数>TILT= INCLUDE才存在 • *<光源数> <流明数/光源> <乘数> <垂直角度数量> <水
平角度数量> <配光曲线种类> <单位类别><发光面宽> < 长> <高> • *<镇流器因子> <镇流器光源光强因子> <输入瓦数> • *<垂直角度> • *<水平角度> • *<第1水平角度的全部垂直角度光强值> • *<第2水平角度的全部垂直角度光强值> • *............... • *<最后一水平角度的全部垂直角度光强值>
平面等照度分布曲线
• 平面等照度曲线：连结测量截面上等照度的点的曲线。
空间等光强曲分布线
空间等光强分布曲线（圆形网图）
空间等光强分布曲线（极坐标图）
配光曲线的测量：分布式光度计
测试基准面
测试环境为暗室 手动
测试距离R
探头 刻线
因此，
计算机
前后可调
自动 转台
RS232C
左右、俯仰 可调
探头 探头支架
I Cos
E r2
E I r2
I E•r2
IES格式（北美标准）
• 灯具配光的IES标准文件格式如下： • IESNA: LM- 63- 2002 • [Keywords #] 关键字资料 • *TILT=<file-spec>或<INCLUDE>或<NONE> • *<光源相对于灯具的位置>*<倾斜角度的数量>*<倾斜角度
必须项
1）原本定义为灯具的尺寸 2）在讨论UGR时，须定义
为发光面的尺寸
光源数
每个光源 光通量
光强 垂直角 水平角
单位
倍率 数量 数量 1-ft，2-m
发光面 发光面
直径
高
镇流器 因子
镇流器 光源光 强因子
输入功 率
配光曲线种类 1-C，2-B，3-A
发光 面宽
C0180
发光 面长
C90270
发光 面高
——根据灯具发出光通量在上下两个半球空间的分布情况分类
直接型 半直接型 全漫射(直-间接)型 半间接型 间接型
★灯的上半★部下分射几光乎通没★供有适作光当业线安照，装明光可通★使增量直加利散用射光★照反明射效光果照，明光， 率最高 ★上射光通供接环眩境光照最明小，线光更加柔和均无匀阴影和眩光
★顶棚很暗★，减与少明了亮灯的具灯线与具柔顶易和棚形均间成匀的对★强光比烈通眩对损光比失，更★多光，损经失济大性，差缺 ★光线集中且使方室向内性环强境★，光亮易通度产量适生损宜较失、浓★较缓灯重多解具阴阴易影影积尘而乏影立响体其感效率
不同类型灯具的C平面规定
格栅灯、筒灯、工矿灯等
路灯
投光灯
非对称光源配光曲线 实线：C 0°- 180°，虚灯具的最大光强（即锋值光强），单 位：cd。
• 光束角(FWHM)，一般是指在50%最大光强间夹 角为光束角，单位：度。
• 窄光束：光束角≤20° • 中光束:光束角在20°～40° • 宽光束光束角≥40°
配光对称性
轴向对称（旋转对称）
对称
非对称
朗伯光源的发光强度表达式： I20c0o(sc)d
请在直角坐标系和在极坐标系中画出其配光曲线。
出射 发光强 角度 0 200 10 196.96 20 187.94 30 173.21 40 153.21 50 128.56 60 100 70 68.404 80 34.73
• Type C（C-γ）
极轴是垂直的，如图所示。在垂直半平面测量的角度是γ角度，以及到 此半平面的水平角度是C角度。灯具发光口面通常瞄准坐标系中的 （C0，γ0）点。γ角度范围从0°（最低点）到180°（最高点）。C 平面在角度范围从0°到360°，如图所示。在光度学中C0参考平面位 置，通常是平行于灯具的辅助轴线。
3. 实际光强的换算
为便于比较，配光曲线都是假定光源的光通量为1000lm来
绘制的, 若实际光源的光通量不是1000lm,则必须对由配光曲 线上查出的光强值进行修正
换算公式：
Φ Iθ 1000I(100)0
式中 Iθ——灯具中实际光源在θ方向的光强，cd
Iθ(1000)——灯具中1000lm光源在θ方向的光强，cd
Φ——灯具中实际光源的光通量总和，lm
配光曲线 配光曲线其实就是表示一个灯具或光源 发射出的光在空间中的分布情况 。
可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、 灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息
I f()
配光曲线
• Type A（A-α系统） • 车灯
•极轴在竖直方向。竖直半平面内的角度数据叫做α角度，到此平面 的垂直角度是A角度。使用（A， α ）坐标指示球面上的某点。 α 0 ° 在赤道圈上。灯具口面通常瞄准点（0，0），并且α 0 °平面垂 直于灯具口面。 α角度的范围是从-90 °至90 °。A角度范围从180 °到180 ° ， -90 °将在最低点，90 °在最高点。汽车车灯
光学设计
五邑大学
第5讲 配光曲线
光强的空间分布特性
• 空间图最能直观地描绘光分布的特性。方法是把 各个方向上的光强，以一条条矢径的形式画在球 坐标系上。假定光源在坐标系极点上，这些矢量 合起来构成“光分布体”。
1. 定义
配光特性
光源的光强在空间的分布特性——通常用曲线或表格表示
2. 常用形式
①极坐标配光曲线
出射角 发光强度
0
200
10
196.96
20
187.94
30
173.21
40
153.21
50
128.56
60
100
70
68.404
80
34.73
200cd 150 cd 100 cd 50 cd
60 30 0
200cd
150 cd 100 cd 50 cd
按灯具出射光线的分布分类
CIE光通分类 ——此法已为国际照明界普遍接受
②直角坐标配光曲线
轴旋转对称 配光灯具用
光线集中 的聚光型 灯具多用
用于定量计算
③表格
YG701-3型荧光灯具横向垂直面发光强度值 θ(º) 0 5 10 15 20 25 30 35 …
I θ,0(cd) 228 236 230 224 209 191 176 159 …
④理论配光函数表达式
线状灯具的纵向配光多用
A类：I θ ,α I θ ,0 cos
B类：I θ ,α
I θ ,0 ( cos
cos 2
2
)
C类：I θ ,α I θ ,0 cos 2
D类：I θ ,α I θ ,0 cos 3
E类：I θ ,α I θ ,0 cos 4
纵向配光函数值 (I/I0)
1.0
0.8
A
0.6 B
C 0.4
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LED光源的光学设计
LED光源的光学设计
LED光源的一次光学设计
每一个LED光源都有一个特定的光强分布特性，即配光曲线，我们称这个过程叫一次光学设计。
大多数情况下，LED光源的配光曲线为朗伯型，即发角强度随角度变化呈余弦分布：
其它几种比较常见的LED光源一次配光：
LED光源的一次配光与二次光学设计之间的相互配合是非常关键的，为方便二次光源透镜的设计将尽可能使用不会改变原始芯片出光规律的光源，即出光特性为朗波型的LED光源。
LED光源的二次光学设计
一般情况下，LED光源的本身的出光角度和光强分布不能满足特性情况下的应用条件，所以有必要进行二次配光来改变光源的光线输出，来达到实际的应用要求。
二次光学设计的主要作用通常为以下三种类型：
1. 分散：把LED光源发出来的光线分散，以形成更大的角度以达到在接收屏（平面）形成更均匀的光斑（如顶棚灯，直射式电视背光透镜等）。
2. 汇聚：把LED光源的光线聚集到更小的范围内，以提高中心发光强度（如投射灯，舞台灯等）。
光学人生
= lm_optical =。
LED路灯配光方案(OK,蝙蝠翼配光曲线由来)
LED路灯的三次配光是 在大功率LED 一、二次配光完成的基础上,通过
对多个LED (单元模组)叠加和空间排列实现,以
满足道路照明平均亮度、平均照度和均匀度的要 求。
三次配光有以下几种方式：
(1)平面式配光 (2)弧面式配光 (3)多折面式配光 (4)反光杯式配光
( a)平面式配光示意图 ( b)弧面式配光示意图 ( c)多折面式配光示意图 图7 LED路灯的三次配光示意图
引言
LED 是现今极具竞争力的新型固体光源，具有体积小、
寿命长、能耗低、控制灵活等优势。LED的推广应用 是国家实现节能减排、创建绿色环保的重要项目。
在道路照明中，随着白光LED 技术的发展，单粒LED
的光通量不断提高，LED取代传统光源用于LED路灯
将成为趋势。
设计执行标准
我国目前所使用的道路照明标准主要是： CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》
如图1 ( a)所示。
图1（a ） 未经配光
无配光系统的路灯照射模型
不能满足道路照明要求的配光效果
容易形成部分黑暗地带、阴影，出 现“斑马效应”。
这不仅造成能源的浪费，
也给夜间行驶带来很大的不便，产 生安全隐患。
为了满足对路面的亮度、照度、均匀度的要求，且尽可 能使得大部分光都分布在道路面上，
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
以提高灯光的利用率，减少不必要的浪费。
需要对LED路灯进行配光，
最理想情况是：
对多个LED (单元模组)叠加和空间排列实现,以
满足道路照明平均亮度、平均照度和均匀度的要 求。
三次配光有以下几种方式：
(1)平面式配光 (2)弧面式配光 (3)多折面式配光 (4)反光杯式配光
( a)平面式配光示意图 ( b)弧面式配光示意图 ( c)多折面式配光示意图 图7 LED路灯的三次配光示意图
引言
LED 是现今极具竞争力的新型固体光源，具有体积小、
寿命长、能耗低、控制灵活等优势。LED的推广应用 是国家实现节能减排、创建绿色环保的重要项目。
在道路照明中，随着白光LED 技术的发展，单粒LED
的光通量不断提高，LED取代传统光源用于LED路灯
将成为趋势。
设计执行标准
我国目前所使用的道路照明标准主要是： CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》
如图1 ( a)所示。
图1（a ） 未经配光
无配光系统的路灯照射模型
不能满足道路照明要求的配光效果
容易形成部分黑暗地带、阴影，出 现“斑马效应”。
这不仅造成能源的浪费，
也给夜间行驶带来很大的不便，产 生安全隐患。
为了满足对路面的亮度、照度、均匀度的要求，且尽可 能使得大部分光都分布在道路面上，
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
以提高灯光的利用率，减少不必要的浪费。
需要对LED路灯进行配光，
最理想情况是：
如何解读配光曲线
如何解读配光曲线图
配光曲线是指光源在光通量为1000lm时不同角度的发光强度（cd） 一、曲线的含义 a、射线：四周标有度数的射线代表光源在不同角度的发射线。 b、等距圆曲线：表示光源的发光强度。 c、图中的封闭曲线：表示光源的发光强度分布。 二、读图 a、具体的读法：找到光源的发射线与封闭曲线的相交点，从等距离圆曲线上 读出发光强度的数值。 b、以NSC9700配光曲线图为例： 从配光曲线图上我们可以读出光源在左右60度角度的发光强度为250cd；在0 度时发光强度接近335cd。 三、实际值 从配光曲线上读出的是光源在1000lm时的发光强度值，实际的发光强度应根据 灯泡的光通量乘以读出数值再除以1000。 如NSC9700金卤灯400W的光通量为38000lm。在发射角为0度时的发光强度为： 335×38000/1000=12060cd
A点：根据配光曲线已计算出发光强度为cd； 距离为5m；代入上述计算公司，可得出照 度为：36000×335/25×1000=482.4lux。
970强度数值，可以计算出在不距离、不同 角度下某点的照度值 计算公式：照度值=光强值/距离的平方 例如：NFC9700灯具安装在距地面5m高的位置，根据配 光曲线图试计算出在灯具正下方地面A点和左右20度 角地面B点的光强值。光强I=Ø灯具总光通量(lm)× 光强/1000lm=36000lm×300/1000lm=10800cd 1、根据配光曲线可计算出在灯具斜下方200发光强度为 10800cd；距离为5m/COS 20＝5.32m 代入上述计算公司，可得出A/B点照度为： 10800/5.322=382lux。 说明：通过配光曲线计算出的照度值仅供参考。
配光曲线是指光源在光通量为1000lm时不同角度的发光强度（cd） 一、曲线的含义 a、射线：四周标有度数的射线代表光源在不同角度的发射线。 b、等距圆曲线：表示光源的发光强度。 c、图中的封闭曲线：表示光源的发光强度分布。 二、读图 a、具体的读法：找到光源的发射线与封闭曲线的相交点，从等距离圆曲线上 读出发光强度的数值。 b、以NSC9700配光曲线图为例： 从配光曲线图上我们可以读出光源在左右60度角度的发光强度为250cd；在0 度时发光强度接近335cd。 三、实际值 从配光曲线上读出的是光源在1000lm时的发光强度值，实际的发光强度应根据 灯泡的光通量乘以读出数值再除以1000。 如NSC9700金卤灯400W的光通量为38000lm。在发射角为0度时的发光强度为： 335×38000/1000=12060cd
A点：根据配光曲线已计算出发光强度为cd； 距离为5m；代入上述计算公司，可得出照 度为：36000×335/25×1000=482.4lux。
970强度数值，可以计算出在不距离、不同 角度下某点的照度值 计算公式：照度值=光强值/距离的平方 例如：NFC9700灯具安装在距地面5m高的位置，根据配 光曲线图试计算出在灯具正下方地面A点和左右20度 角地面B点的光强值。光强I=Ø灯具总光通量(lm)× 光强/1000lm=36000lm×300/1000lm=10800cd 1、根据配光曲线可计算出在灯具斜下方200发光强度为 10800cd；距离为5m/COS 20＝5.32m 代入上述计算公司，可得出A/B点照度为： 10800/5.322=382lux。 说明：通过配光曲线计算出的照度值仅供参考。
配光曲线及光束角PPT(完整版)
惠州市西顿工业发展成都办事处
一道spotlight重点突出讲台位置，听众只需要静静聆听，用心去反馈。
以0度角位置为例：
假设求十米高度安装灯具，功率为400W、光通量为36000lm的灯具
非 对 称： 首先：读出0度角方向位置的光强：900cd/k.
惠州市西顿工业发展成都办事处 对称性:轴对称、对称、非对称
惠州市西顿工业发展成都办事处
大堂立柱
酒店大堂内往往有较多立柱，需要对他们用灯光体 现或强调，以提高视觉趣味性，减少空间单调感。
惠州市西顿工业发展成都办事处
实例 光·文化
ERCO给建筑师Richard Meier 做的一个罗马教堂Chiesa dell'anno照明设计。
惠州市西顿工业发展成都办事处
惠州市西顿工业发展成都办事处
轴向对称：
又被称为旋转对 称，指各个方向上的 配光曲线都是基本对 称的，一般的筒灯、 工矿灯都是这样的配 光。
惠州市西顿工业发展成都办事处
Cd/k*lm 角度
对 称：
当灯具C0°和 C180°剖面配光对称， 同时C90°和C270° 剖面配光对称时，这 样的配光曲线称为对 称配光.
按照图表形式通常可分为：
惠州市西顿工业发展成都办事处
按照其光束角度通常可分为： 1、窄配光 （<35°以下） 2、中配光 （35°~ 45°之间） 3、宽配光 （> 45°以上）
惠州市西顿工业发展成都办事处
计算
以0度角位置为例： 假设求十米高度安装灯具，功率为400W、光 通量为36000lm的灯具 首先：读出0度角方向位置的光强： 900cd/k.Lm 第二步：以知400W的光通量为36000lm， 则：0度方向的光强为 900*36000/1000=32400cd 最后： 照度值为32400/100（10的平方）=324lux
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以0度角位置为例：
假设求十米高度安装灯具，功率为400W、光通量为36000lm的灯具
非 对 称： 首先：读出0度角方向位置的光强：900cd/k.
惠州市西顿工业发展成都办事处 对称性:轴对称、对称、非对称
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大堂立柱
酒店大堂内往往有较多立柱，需要对他们用灯光体 现或强调，以提高视觉趣味性，减少空间单调感。
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实例 光·文化
ERCO给建筑师Richard Meier 做的一个罗马教堂Chiesa dell'anno照明设计。
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轴向对称：
又被称为旋转对 称，指各个方向上的 配光曲线都是基本对 称的，一般的筒灯、 工矿灯都是这样的配 光。
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Cd/k*lm 角度
对 称：
当灯具C0°和 C180°剖面配光对称， 同时C90°和C270° 剖面配光对称时，这 样的配光曲线称为对 称配光.
按照图表形式通常可分为：
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按照其光束角度通常可分为： 1、窄配光 （<35°以下） 2、中配光 （35°~ 45°之间） 3、宽配光 （> 45°以上）
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计算
以0度角位置为例： 假设求十米高度安装灯具，功率为400W、光 通量为36000lm的灯具 首先：读出0度角方向位置的光强： 900cd/k.Lm 第二步：以知400W的光通量为36000lm， 则：0度方向的光强为 900*36000/1000=32400cd 最后： 照度值为32400/100（10的平方）=324lux
配光曲线总结
常用的配光曲线以极坐标表示出来，极角和矢径分别表示视场角和发光强度
各名ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的含义
1.光通量φ：发光体每秒钟所发出的光量的总和，单位：Lm，表示发光体发光的多少，发光愈多流明数愈大。
2.光强I：发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量，单位cd。
3.照度E：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量，单位Lux=Lm/m2。
但是地面的照度还跟灯具高度有关，因为单位立体角内的光通量（光强）确定之后，随着灯具高度的增加，不同角度内的光所散布的面积的增加量不同。也就是说30度处的单位立体角照射的区域在某一个高度时会比0度时要亮；灯具高度增加之后，30度处的单位立体角照射的区域在某一个高度时会比0度时要暗。
4.亮度L：发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量，单位mcd。
5.光效：电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示，单位Lm/w）
如右图配光曲线：约30度方向的光强最强。
假设右图中0度，30度方向矢径分别是ρ0，ρ1
由图上可以看出,按照到路面的光强来说，
ρ0cos0°<ρ1cos30°
各名ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的含义
1.光通量φ：发光体每秒钟所发出的光量的总和，单位：Lm，表示发光体发光的多少，发光愈多流明数愈大。
2.光强I：发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量，单位cd。
3.照度E：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量，单位Lux=Lm/m2。
但是地面的照度还跟灯具高度有关，因为单位立体角内的光通量（光强）确定之后，随着灯具高度的增加，不同角度内的光所散布的面积的增加量不同。也就是说30度处的单位立体角照射的区域在某一个高度时会比0度时要亮；灯具高度增加之后，30度处的单位立体角照射的区域在某一个高度时会比0度时要暗。
4.亮度L：发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量，单位mcd。
5.光效：电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示，单位Lm/w）
如右图配光曲线：约30度方向的光强最强。
假设右图中0度，30度方向矢径分别是ρ0，ρ1
由图上可以看出,按照到路面的光强来说，
ρ0cos0°<ρ1cos30°
配光曲线知识精讲
配光曲线分类表
二、配光曲线的坐标系统
普通最常用的和国际照明委员会推荐的 （CIE，1973b）是C-γ坐标系统，如下图。 C代表经度平面角度，角γ代表倾斜角度， 系统的轴穿过灯具的中心。角γ从最低点开 始计量。 对泛光灯具使用最广泛的是V-H系统。
坐标系统
°
系统
坐标系统
对于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：
°
° ° ° °
° ° ° °
光 强(cd)
°
°
°
°
°
直角 坐标
°
°
°
°
°
极坐 标
°
三、配光曲线的绘制方法
定义：用以表示灯具在各方向的光度大小的曲线图。 绘制方法： 以灯具中心点作为极坐标之原点，垂直向下画一直线作为 极轴，以原点为圆心，以极轴为半径向右转动90°，用 以标示该灯具下半部右边的配光曲线。 因为灯具均为左右两边对称，故其左边之配光曲线可依对 称原理绘制而成。 自原点至曲线上某一点之长度即你表灯具在该方向上的光 度。通常在极轴上所标示之光度大小是指光通量每1000 流明（lm）的烛光数（cd），即cd/1000lm。 先以照度计在灯具四周，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。
2 2 2 2
En
Eh 被照点
Ev
五、配光曲线用途
一般照明设计时用来求某点的直射照度， 如： 有一100W灯泡，光通量为F=1600lm，其 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？
光强 照度
1600 160 (cd ) 1000 I 160 E1 2 2 160 ( LUX ) r 1 I 100
灯具配光曲线知识
指导照明设计
配光曲线为照明设计师提供了灯具选 择的依据，帮助设计师根据照明需求 和场景选择合适的灯具。
配光曲线的分类
直射配光曲线
01
描述灯具发出的光线直接投射在目标上的光强分布，适用于需
要定向照射的场合。
扩散配光曲线
02
描述灯具发出的光线经过散射后均匀照射在较大区域的光强分
布，适用于需要均匀照明的场合。
色彩调节
提供多种色温和色调的选择，满足不同场合和氛围的 照明需求。
动态照明效果
实现灯光的动态变化和互动，增强视觉效果和艺术感。
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04 灯具配光曲线的实例分析
LED灯具的配光曲线分析
LED灯具的配光曲线通常呈定向 性，具有较高的光束角和较窄 的照射范围。
LED灯具的配光曲线可以通过不 同的光学透镜和反射器进行调 节，以实现不同的照明效果。
LED灯具的配光曲线通常具有较 高的发光效率，能够提供较高 的照明强度。
LED灯具的配光曲线可以通过不 同的颜色温度调节，以实现不 同的色温效果。
计算机模拟法是利用计算机软 件模拟灯具的光学性能，生成
配光曲线的方法。
计算机模拟法可以通过建立 灯具的三维模型，在计算机 上模拟光线的传播和散射过 程，得出光强分布数据。
计算机模拟法可以快速、方便 地生成配光曲线，且成本较低，
但需要专业的软件和技能。
03 灯具配光曲线的应用
照明设计
确定照明需求
根据空间的功能和使用需求，确定所需的照度、均匀度、色温等 参数。
高压钠灯具的配光曲线分析
高压钠灯具的配光曲线通常 呈椭球形，具有较大的光束 角和较宽的照射范围。
配光曲线认知
“0-180”这种表示方法不是指“0到180度”， 而是“0度和180度组成的这个面”
光度数据 光度数据
光强分布曲线 （配光角度）
1/10 Imax (美 IES);
1/2 Imax (欧 CIE)
最 大 光 强 值 1/2 最 大 光 强 值
COPA Lighting Design
-60°
NEMA - 泛光灯具分类
灯具配光曲线知识
配光曲线：灯具的空间光强分布， 选择特定的截面绘制为曲线
配光曲线的坐标系
直角坐标系 极坐标系
例：线形荧光灯的配光曲线(两剖面形成的曲线) T—（0°-180°）水平面配光 A—（90°-270°）水平面配光 相关图片如下：等照度线（lux/1000lm） (极坐标图)
水平面0°-180°剖面和水平面90°-270°剖面， （对于投光灯：水平面配光和垂直面配光） 如下图：
+60°
60°+ 60°=120°
COPA Lighting Design
-60°
+60°
最 大 光 强 值
60°+ 60°=120°
1/2 最 大 光 强 值
配光曲线图例分析
• 配光曲线从它的对称性质来说可以分为： 轴向对称、对称和非对称3种。
• 投光类灯具还可以根据其光束的宽窄分为： 窄光束；宽光束；中等光束等。 一般来说： 窄 光 束：光束角<20° 中等光束：光束角：20°～40° 宽 光 束：光束角：>40°
灯具配光特征曲线
投光灯
一款2000W投光灯的光学系统模型，设计50%光束角是6度，灯具效率可达80%。一般窄光束大型投光灯光输出效率大概50%左右,较好的设计也在60%～70%之间，所以灯具光学系统设计在泛光照明中的节能更加显著.这种窄光束的投光灯在因其在反映面上亮度一致，在垂直面上光分布过渡自然，与夜空成明显的对比，显示了光的力度;灯具向上仰角大，光强峰值与地面的夹角在抑制眩光的范围内，并且尽可能扩大了被照面和周围环境的亮度，所以不会出现失能眩光。
格栅灯
一款新型格栅灯的光学系统以及配光曲线特征，反射器形状设计采用自由曲面,利用该反射器获得的灯具配光分布特征曲线如右图所示，该灯具光输出效率实测高达75%以上，眩光控制等级满足CIBSE LG3 CATII的要求，灯具配光曲线为典型的配光，灯具照射面积大，可使用相对较少数量的灯具实现隧道照明所要求的均匀度和平均照度。相比传统灯具，由于照射面积大，光输出率高，可以采用较少灯具满足办公室照明要求，参照3X28W荧光灯能耗，也可节省10%左右。
泛光及投光照明灯具
就灯具使用而言，泛光照明用投光灯功率大，亮度高，又布置在建筑物附近，极易对路人造成眩光，对周围建筑物内的居民造成光干扰。因此，在进行照明设计时，对灯具的选型及灯具安装位置的选择都要充分考虑，应尽量减少溢散光，灯具的位置和投射角度要合理，要提高泛光照明利用系数(被照表面所得到的光通量与光源发出的光通量之比值)。国际照明协会规定了7种最基本的灯具配光曲线，也有部分灯具提供更多类型配光曲线，以满足市场的不同需求。
示范灯具
灯具描述灯具配光图灯具型HID隧道灯一款新型HID隧道灯的光学系统和反射器的制作模型，为了节省成本，该反射器使用隧道灯常用反射器材料，只是在反射器形状上设计采用自由曲面，利用该反射器获得灯具配光分布特征曲线如右图所示，该灯具相对传统的隧道灯具不但光输出效率高达75%以上，而且是全截光灯具，灯具照射面积大，可使用相对较少数量的灯具实现隧道照明所要求的均匀度和平均照度。目前市场上HID隧道灯具的平均效率大概在65%～70%之间，可以节能5%～10%，由于照射面积大，可以采用较少灯具，参照150W高压钠灯能耗，也可节省5%～10%左右。
一款2000W投光灯的光学系统模型，设计50%光束角是6度，灯具效率可达80%。一般窄光束大型投光灯光输出效率大概50%左右,较好的设计也在60%～70%之间，所以灯具光学系统设计在泛光照明中的节能更加显著.这种窄光束的投光灯在因其在反映面上亮度一致，在垂直面上光分布过渡自然，与夜空成明显的对比，显示了光的力度;灯具向上仰角大，光强峰值与地面的夹角在抑制眩光的范围内，并且尽可能扩大了被照面和周围环境的亮度，所以不会出现失能眩光。
格栅灯
一款新型格栅灯的光学系统以及配光曲线特征，反射器形状设计采用自由曲面,利用该反射器获得的灯具配光分布特征曲线如右图所示，该灯具光输出效率实测高达75%以上，眩光控制等级满足CIBSE LG3 CATII的要求，灯具配光曲线为典型的配光，灯具照射面积大，可使用相对较少数量的灯具实现隧道照明所要求的均匀度和平均照度。相比传统灯具，由于照射面积大，光输出率高，可以采用较少灯具满足办公室照明要求，参照3X28W荧光灯能耗，也可节省10%左右。
泛光及投光照明灯具
就灯具使用而言，泛光照明用投光灯功率大，亮度高，又布置在建筑物附近，极易对路人造成眩光，对周围建筑物内的居民造成光干扰。因此，在进行照明设计时，对灯具的选型及灯具安装位置的选择都要充分考虑，应尽量减少溢散光，灯具的位置和投射角度要合理，要提高泛光照明利用系数(被照表面所得到的光通量与光源发出的光通量之比值)。国际照明协会规定了7种最基本的灯具配光曲线，也有部分灯具提供更多类型配光曲线，以满足市场的不同需求。
示范灯具
灯具描述灯具配光图灯具型HID隧道灯一款新型HID隧道灯的光学系统和反射器的制作模型，为了节省成本，该反射器使用隧道灯常用反射器材料，只是在反射器形状上设计采用自由曲面，利用该反射器获得灯具配光分布特征曲线如右图所示，该灯具相对传统的隧道灯具不但光输出效率高达75%以上，而且是全截光灯具，灯具照射面积大，可使用相对较少数量的灯具实现隧道照明所要求的均匀度和平均照度。目前市场上HID隧道灯具的平均效率大概在65%～70%之间，可以节能5%～10%，由于照射面积大，可以采用较少灯具，参照150W高压钠灯能耗，也可节省5%～10%左右。
配光曲线及光束角PPP文档(最全版)
配光曲线及光束角
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配光曲线的定义
配光曲线其实就是表示一个灯具或光源发射 出的光在空间中的分布情况。它可以记录灯 具的光通量、光源数量、功率、功率因数、 灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号 的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在 各个方向上的光强。
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大堂立柱
酒店大堂内往往有较多立柱，需要对他们用灯光体 现或强调，以提高视觉趣味性，减少空间单调感。
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实例 光·文化
ERCO给建筑师Richard Meier 做的一个罗马教堂Chiesa dell'anno照明设计。
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图表形式:极坐标 直角坐标
35度角的位置上的光强
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计算
单位:cd/klm
A B
A、B为重合点 A—横切面光强分布 B—纵切面光强分布
设定 C=A+B
同轴对称的算法
ห้องสมุดไป่ตู้
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横切面配光 纵切面配光
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灯光对墙面的处理－宽光筒灯上射
轴向对称：
又被称为旋转对 称，指各个方向上的 配光曲线都是基本对 称的，一般的筒灯、 工矿灯都是这样的配 光。
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Cd/k*lm 角度
对 称：
当灯具C0°和 C180°剖面配光对称， 同时C90°和C270° 剖面配光对称时，这 样的配光曲线称为对 称配光.
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发光强度空间分布通常称为“配光曲线”. 白炽灯、荧光灯和充气灯:
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配光曲线的定义
配光曲线其实就是表示一个灯具或光源发射 出的光在空间中的分布情况。它可以记录灯 具的光通量、光源数量、功率、功率因数、 灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号 的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在 各个方向上的光强。
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大堂立柱
酒店大堂内往往有较多立柱，需要对他们用灯光体 现或强调，以提高视觉趣味性，减少空间单调感。
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实例 光·文化
ERCO给建筑师Richard Meier 做的一个罗马教堂Chiesa dell'anno照明设计。
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图表形式:极坐标 直角坐标
35度角的位置上的光强
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计算
单位:cd/klm
A B
A、B为重合点 A—横切面光强分布 B—纵切面光强分布
设定 C=A+B
同轴对称的算法
ห้องสมุดไป่ตู้
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横切面配光 纵切面配光
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灯光对墙面的处理－宽光筒灯上射
轴向对称：
又被称为旋转对 称，指各个方向上的 配光曲线都是基本对 称的，一般的筒灯、 工矿灯都是这样的配 光。
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Cd/k*lm 角度
对 称：
当灯具C0°和 C180°剖面配光对称， 同时C90°和C270° 剖面配光对称时，这 样的配光曲线称为对 称配光.
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发光强度空间分布通常称为“配光曲线”. 白炽灯、荧光灯和充气灯: