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1、光學(xué)設(shè)計光學(xué)設(shè)計五邑大學(xué)五邑大學(xué)1上課課件第第5講講 配光曲線配光曲線2上課課件光強(qiáng)的空間分布特性光強(qiáng)的空間分布特性 空間圖空間圖最能直觀地描繪光分布的特性。方法是把最能直觀地描繪光分布的特性。方法是把各個方向上的光強(qiáng),以一條條矢徑的形式畫在球各個方向上的光強(qiáng),以一條條矢徑的形式畫在球坐標(biāo)系上。假定光源在坐標(biāo)系極點(diǎn)上,這些矢量坐標(biāo)系上。假定光源在坐標(biāo)系極點(diǎn)上,這些矢量合起來構(gòu)成合起來構(gòu)成“光分布體光分布體”。3上課課件光源的光強(qiáng)在空間的分布特性光源的光強(qiáng)在空間的分布特性通通常用曲線或表格表示常用曲線或表格表示極坐標(biāo)配光曲線極坐標(biāo)配光曲線直角坐標(biāo)配光曲線直角坐標(biāo)配光曲線軸旋轉(zhuǎn)對稱軸旋轉(zhuǎn)對稱配光燈
2、具用配光燈具用表格表格()05101520253035I,0(cd)228 236 230 224 209 191 176 159YG701-3型熒光燈具橫向垂直面發(fā)光強(qiáng)度值型熒光燈具橫向垂直面發(fā)光強(qiáng)度值光線集中光線集中的聚光型的聚光型燈具多用燈具多用用于定量計算用于定量計算配光特性配光特性4上課課件 10 20 30 40 50 60 70 80 90 ()1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 縱向配光函數(shù)值縱向配光函數(shù)值 (I/I 0)A B C D E 理論配光函數(shù)表達(dá)式理論配光函數(shù)表達(dá)式D類:類:40,30,20,20,0,coscoscos)2coscos(cosIIIIIII
3、IIIA類:類:B類:類:C類:類:E類:類:線狀燈具縱向配光函數(shù)值線狀燈具縱向配光函數(shù)值I,/I,0與圖中曲線比較與圖中曲線比較,與之最接近的曲線即為該燈與之最接近的曲線即為該燈具縱向配光的類型具縱向配光的類型 10 20 30 40 50 60 70 80 90 ()1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 縱向配光函數(shù)值縱向配光函數(shù)值 (I/I 0)A B C D E 線狀燈具的縱向配光多用線狀燈具的縱向配光多用D類:類:40,30,20,20,0,coscoscos)2coscos(cosIIIIIIIIIIB類:類:C類:類:A類:類:D類:類:40,30,20,20,0,cosc
4、oscos)2coscos(cosIIIIIIIIIIB類:類:C類:類:5上課課件 為便于比較,為便于比較,配光曲線都是假定光源的光通量為配光曲線都是假定光源的光通量為1000lm來來繪制的繪制的,若實(shí)際光源的光通量不是若實(shí)際光源的光通量不是1000lm,則必須對由配光曲則必須對由配光曲線上查出的光強(qiáng)值進(jìn)行修正線上查出的光強(qiáng)值進(jìn)行修正)1000(1000II 換算公式:換算公式:式中式中 I燈具中實(shí)際光源在燈具中實(shí)際光源在方向的光強(qiáng),方向的光強(qiáng),cdI(1000)(1000)燈具中燈具中1000lm光源在光源在方向的光強(qiáng),方向的光強(qiáng),cd燈具中實(shí)際光源的光通量總和,燈具中實(shí)際光源的光通量總和
5、,lm6上課課件配光曲線配光曲線配光曲線其實(shí)就是表示一個燈具或光源配光曲線其實(shí)就是表示一個燈具或光源發(fā)射出的光在空間中的分布情況發(fā)射出的光在空間中的分布情況。可以記錄燈具的光通量、光源數(shù)量、功率、功率因數(shù)、可以記錄燈具的光通量、光源數(shù)量、功率、功率因數(shù)、燈具尺寸、燈具效率包括燈具制造商、型號的等信息燈具尺寸、燈具效率包括燈具制造商、型號的等信息)(fI 7上課課件8上課課件9上課課件配光曲線配光曲線 Type A(A-系統(tǒng))車燈10上課課件極軸在豎直方向。豎直半平面內(nèi)的角度數(shù)據(jù)叫做極軸在豎直方向。豎直半平面內(nèi)的角度數(shù)據(jù)叫做角度,到此平面角度,到此平面的垂直角度是的垂直角度是A角度。使用(角度。
6、使用(A,)坐標(biāo)指示球面上的某點(diǎn)。)坐標(biāo)指示球面上的某點(diǎn)。0 在赤道圈上。燈具口面通常瞄準(zhǔn)點(diǎn)(在赤道圈上。燈具口面通常瞄準(zhǔn)點(diǎn)(0,0),并且),并且 0 平面垂平面垂直于燈具口面。直于燈具口面。角度的范圍是從角度的范圍是從-90 至至90。A角度范圍從角度范圍從-180 到到180 ,-90 將在最低點(diǎn),將在最低點(diǎn),90 在最高點(diǎn)。汽車車燈在最高點(diǎn)。汽車車燈光度數(shù)據(jù)通常使用光度數(shù)據(jù)通常使用Type A坐標(biāo)系坐標(biāo)系11上課課件 Type B(B-)投光燈極軸在水平方向。水平半平面內(nèi)的角度數(shù)據(jù)叫做H角度,到此平面的垂直角度是V角度。使用(H,V)坐標(biāo)指示球面上的某點(diǎn)。H 0 在赤道圈上。燈具口面通
7、常瞄準(zhǔn)點(diǎn)(0,0),并且V 0 平面垂直于燈具口面。H角度的范圍是從-90 至90。V角度范圍從-180 到180 ,-90 將在最低點(diǎn),90 在最高點(diǎn)。12上課課件13上課課件 Type C(C-)14上課課件極軸是垂直的,如圖所示。在垂直半平面測量的角度是極軸是垂直的,如圖所示。在垂直半平面測量的角度是角度,以及到角度,以及到此半平面的水平角度是此半平面的水平角度是C角度。燈具發(fā)光口面通常瞄準(zhǔn)坐標(biāo)系中的角度。燈具發(fā)光口面通常瞄準(zhǔn)坐標(biāo)系中的(C0,0)點(diǎn)。)點(diǎn)。角度范圍從角度范圍從0(最低點(diǎn))到(最低點(diǎn))到180(最高點(diǎn))。(最高點(diǎn))。C平面在角度范圍從平面在角度范圍從0到到360,如圖所示
8、。在光度學(xué)中,如圖所示。在光度學(xué)中C0參考平面位參考平面位置,通常是平行于燈具的輔助軸線。置,通常是平行于燈具的輔助軸線。15上課課件不同類型燈具的C平面規(guī)定格柵燈、筒燈、工礦燈等格柵燈、筒燈、工礦燈等路燈投光燈16上課課件17上課課件18上課課件實(shí)線:實(shí)線:C 0-180,虛線:,虛線:C 90-270非對稱光源配光曲線非對稱光源配光曲線19上課課件20上課課件燈具光束角 最大光強(qiáng):燈具的最大光強(qiáng)(即鋒值光強(qiáng)),單最大光強(qiáng):燈具的最大光強(qiáng)(即鋒值光強(qiáng)),單位:位:cd。光束角光束角(FWHM),一般是指在,一般是指在50%最大光強(qiáng)間夾最大光強(qiáng)間夾角為光束角,單位:度。角為光束角,單位:度。窄
9、光束:光束角窄光束:光束角20 中光束中光束:光束角在光束角在2040 寬光束光束角寬光束光束角4021上課課件配光對稱性軸向?qū)ΨQ(旋轉(zhuǎn)對稱)非對稱對稱22上課課件)(cos200cdI朗伯光源的發(fā)光強(qiáng)度表達(dá)式:請在直角坐標(biāo)系和在極坐標(biāo)系中畫出其配光曲線。出射角發(fā)光強(qiáng)度020010196.9620187.9430173.2140153.2150128.56601007068.4048034.7323上課課件出射角發(fā)光強(qiáng)度020010196.9620187.9430173.2140153.2150128.56601007068.4048034.73200cd150 cd100 cd50 cd03
10、06024上課課件200cd150 cd100 cd50 cd25上課課件根據(jù)燈具發(fā)出光通量在上下兩個半球空間的分布情況分類根據(jù)燈具發(fā)出光通量在上下兩個半球空間的分布情況分類 燈的上半部分幾乎沒有光線,光通量利用燈的上半部分幾乎沒有光線,光通量利用 率最高率最高頂棚很暗,與明亮的燈具易形成對比眩光頂棚很暗,與明亮的燈具易形成對比眩光光線集中且方向性強(qiáng),易產(chǎn)生較濃重陰影光線集中且方向性強(qiáng),易產(chǎn)生較濃重陰影下射光通供作業(yè)照明下射光通供作業(yè)照明上射光通供環(huán)境照明上射光通供環(huán)境照明減少了燈具與頂棚間的強(qiáng)烈對比,減少了燈具與頂棚間的強(qiáng)烈對比,使室內(nèi)環(huán)境亮度適宜、緩解陰影使室內(nèi)環(huán)境亮度適宜、緩解陰影適當(dāng)安
11、裝可使直適當(dāng)安裝可使直 接眩光最小,光接眩光最小,光 線柔和均勻線柔和均勻 光通量損失較多光通量損失較多 增加散射光照明效果,光增加散射光照明效果,光 線更加柔和均勻線更加柔和均勻 光通損失更多,經(jīng)濟(jì)性差光通損失更多,經(jīng)濟(jì)性差燈具易積塵而影響其效率燈具易積塵而影響其效率 反射光照明,反射光照明,無陰影和眩光無陰影和眩光 光損失大,缺光損失大,缺 乏立體感乏立體感 直接型直接型半直接型半直接型全漫射全漫射(直直-間接間接)型型 半間接型半間接型間接型間接型26上課課件27上課課件平面等照度分布曲線平面等照度曲線:連結(jié)測量截面上等照度的點(diǎn)的曲線。28上課課件空間等光強(qiáng)曲分布線29上課課件30上課課
12、件空間等光強(qiáng)分布曲線(圓形網(wǎng)圖)31上課課件空間等光強(qiáng)分布曲線(極坐標(biāo)圖)32上課課件探頭刻線測試基準(zhǔn)面計算機(jī)RS232C測試環(huán)境為暗室測試距離R自動轉(zhuǎn)臺探頭支架探頭前后可調(diào)左右、俯仰可調(diào)手動配光曲線的測量:分布式光度計配光曲線的測量:分布式光度計2rCosIE2rIE 2rEI因此,33上課課件34上課課件IES格式(北美標(biāo)準(zhǔn))燈具配光的IES標(biāo)準(zhǔn)文件格式如下:IESNA:LM-63-2002 Keywords#關(guān)鍵字資料*TILT=或或*TILT=INCLUDE才存在*.*35上課課件光源數(shù)每個光源光通量光強(qiáng)倍率垂直角數(shù)量水平角數(shù)量配光曲線種類1-C,2-B,3-A單位1-ft,2-m發(fā)光面寬C0-180發(fā)光面長C90-270發(fā)光面高發(fā)光面直徑發(fā)光面高1)原本定義為燈具的尺寸2)在討論UGR時,須定義為發(fā)光面的尺寸鎮(zhèn)流器因子鎮(zhèn)流器光源光強(qiáng)因子輸入功率必須項(xiàng)36上課課件