灯具光学基础课件.ppt

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1、一、前言一、前言二、照明的三大要素二、照明的三大要素三、常用名词术语三、常用名词术语四、常见灯具光源四、常见灯具光源五、灯具的光学性能与分类五、灯具的光学性能与分类六、灯具光度测试报告解读和照明计算中六、灯具光度测试报告解读和照明计算中的应用的应用七、七、LEDLED光源的应用光源的应用一、前言一、前言1、我们正处在驾驭光、享受光的时代照明是什么？ 过去：照明是电气，是照亮 现在：照明是家具，是装饰、是光 未来：照明是享受，是健康 从照明工程到照明设计，从数量到质量的转变。从照明工程到照明设计，从数量到质量的转变。2、视觉的性质和认知决定对照明的量和质的要求光源照明是高科技朝阳行业历史上 :

2、1879年爱迪生发明白炽灯是被公认为人类进入现代文明社会的里程碑 !二、照明的三大要素二、照明的三大要素物体亮度物体亮度L L（ntnt）照度照度E E（lxlx）发光强度发光强度I I（cdcd）光源亮度光源亮度 L L（ntnt）光源光源 主观亮度主观亮度光通量光通量（lmlm）关键词：辐射学、光度学、色度学；亮度、照度、颜色关键词：辐射学、光度学、色度学；亮度、照度、颜色照明源照明源被照物被照物人眼人眼电源电源光源光源灯具灯具控制器控制器吸收吸收反射反射透射透射光泽度光泽度光谱特性光谱特性生理效应生理效应视见函数视见函数大脑大脑心理效应心理效应 生物效应生物效应光洁度光洁度照明的三大要素

3、照明的三大要素能源管理能源管理光通量光通量灯具灯具照明设计照明设计照度、色温、显色性照度、色温、显色性被照物被照物反反( (透透) )射率射率眼睛视觉眼睛视觉生理亮度、颜色生理亮度、颜色大脑大脑心理亮度、颜色心理亮度、颜色生理效率生理效率照明系统整体效率照明系统整体效率物理效物理效率率照明效率照明效率配光曲线配光曲线光源亮度、色温、显色性光源亮度、色温、显色性电源电源光源体光源体效率效率灯具效率灯具效率光效 眩光 色温 照度光强 配光曲线 平均寿命显色指数 流明系数色偏移 性价比 灯具效率 照明系统能效 照明功率密度能效标识 能源消费弹性系数“节能决定”涉及的制度规范非物理的、无法量化的主观感

4、觉指标 节能光源的主要技术指标节能光源的主要技术指标照明照明应应考考虑虑的的若干若干问题问题光源和灯具光源和灯具的发光效率的发光效率显色性显色性 安全标准、安全标准、 性能标准、性能标准、能效标准能效标准人的生理人的生理和和心理健康心理健康 照明应考虑的若干问题照明应考虑的若干问题电磁波频谱图光度学2、光参数：光通量：光在单位时间内发出的光量的总和称为光源的光通量。单位：流明（lm） 例如：一只40W白炽灯的光通量为350-470lm，而一只40W荧光灯的光通量为2800 lm左右，是白炽灯的6-8倍。光强：光源在某一给定方向的单位立体角内发出的光通量称为光源在该方向的发光强度，简称光强。 单

5、位：坎德拉（cd） 例如：一只40W白炽灯的平均光强为28 cd。而一只40W荧光灯的平均光强为224 cd。照度：光源照射在被照物体单位面积上的光通量。 单位：勒克斯（lx） 例如：一只40W白炽灯的书写台灯，桌面上的平均照度为200-300 lx。亮度：光源在某一方向上的光强与发光面在该方向上投影表面积之比。 单位：坎德拉每平方米（cd/m2） 例如：太阳的亮度为2x109 cd/m2 ，白炽灯的亮度为（3-5）x106 cd/m2，荧光灯的亮度为（6-8）x103 cd/m26.16.1、颜色的基本术语、颜色的基本术语（1）颜色：目视感知的一种属性，可用白、黑、灰、黄、红、绿等颜色名称进

6、行描述。（2）光源色：由光源发射的光的颜色。（3）物体色：光被物体反射或透射后的颜色。（4）表面色：漫反射、不透明物体表面的颜色。（5）*光谱分布：光谱密度与波长之间的函数关系。（6）色品坐标：三刺激之值与它们之和的比。（7）*色温 ：当某一种光源的色品与某一温度下黑体的色品相同时黑体的温度。（8）相关色温 ：当某一种光源的色品与某一温度下的黑体的色品最接近，或者说在均匀色品图上的色差距离最小时黑体的温度。（9）*显色性：与参考光源相比较时，光源显现物体颜色的特性。（10）显色指数（CRI）：光源显色性的度量。以被测光源下与参考光源下物体颜色的相符程度表示。 国际照明委员国际照明委员(CIE)

7、 1931色度图色度图国际照明委员国际照明委员(CIE) 1931色度图色度图xy00.10.20.30.40.50.60.70.800.10.20.30.40.50.60.70.80.9077058057056051052055053054050049048038060020 000K10 000K7000K5000K3000K2000KAD65波长(nm)1 1、色温、色温 所谓色温，是有与光源具有相同色度的完全辐射体（黑体）的绝对温度来表示光源颜色的温度，单位为K不同光源的色温不同光源的色温色温的数值越低，红色光就越多，色温越高，则蓝色光就越多，“暖色”与“低色温”对应，“冷色”与“高色

8、温”对应。色温和照度的关系色温和照度的关系光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指数的概念。以标准光源为准，将其显色指数定为100，其余光源的显色指数均低于100。 平均显色指数用平均显色指数用Ra表示，表示，Ra值越大，值越大，光源的显色性越好。光源的显色性越好。用用8种标准试验色种标准试验色(1-8)比较待测光源的显色和太比较待测光源的显色和太阳光下的显色差异度的平均值称为平均显色指数阳光下的显色差异度的平均值称为平均显色指数Ra.一些颜色一些颜色 = 100一些颜色一些颜色 70）。）。七、七、LED的光度与色度学问题的光度与色度学问题L

9、ED照明的问题（一）照明的问题（一）色域、色容色域、色容差和显色性差和显色性不理想，色不理想，色温大多在温大多在6500K6500K以上以上光、电、色光、电、色参数随结温参数随结温变化，散热变化，散热性和稳定性性和稳定性有待改进有待改进问题问题问题问题问题问题问题问题高亮度、高亮度、低照度，低照度，容易形成容易形成眩光，总眩光，总光通量不光通量不足足成本高、成本高、性价比低性价比低问题问题问题问题问题问题问题问题LED照明的问题（二）照明的问题（二）LEDLED灯具灯具的设计：的设计：配光、配光、效率、效率、显色性、显色性、色温色温控制与驱控制与驱动电路的动电路的效率和成效率和成本本标准是制标

10、准是制约行业发约行业发展的重要展的重要因素因素相关学科相关学科领域的配领域的配合：合：视光学、视光学、医学、医学、心理学心理学问题问题问题问题问题问题问题问题LED的特殊问题的特殊问题LEDLED的特殊的特殊问题问题光学参数光学参数与观察角度与观察角度有关有关显色指数显色指数概念概念不适用不适用光强与光强与距离平方距离平方不严格反比不严格反比LED色温概念色温概念不适用不适用没有确定没有确定的光轴、的光轴、配光曲线配光曲线光学参数光学参数与工作温度与工作温度有关有关当前当前LED应用产品发展的方向应用产品发展的方向 12充分发挥充分发挥LED特性，发展特性，发展数字化色光数字化色光照明产品照明产品 培养现代照明培养现代照明设计师，改变设计师，改变传统照明理念，传统照明理念，不断创新，提不断创新，提高照明设计水高照明设计水平平 3照明对照明对LED的要求的要求 发光效率发光效率100 lm/W， 色温色温28004500K，使用寿命使用寿命5年，显色指数：年，显色指数：室内室内Ra80，室外室外Ra70。