精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)LELED路燈照明質(zhì)量探詢廈門市光電子行業(yè)協(xié)會葉榮南重視光源的光強再分布，也重視節(jié)約能源；它有別于1 LED路燈照明質(zhì)量的評價依據(jù) 成像系統(tǒng)的設訛不劫撇，不必消除像差?，F(xiàn)在測量者要么測量路面的照度，要么在一個規(guī)2)駕駛員看到的是路面(或目標)被照明后，經(jīng)過定的測量姿態(tài)下對路面亮度逐點測量(很繁瑣且不易吸收和反射后，作為二次發(fā)光體所呈現(xiàn)出來的路面(或測準)；其實，這些均非駕駛員的真實感覺。目標)亮度，而非路面照度，照度是單位路面面積所獲路燈是用來照明道路和路面目標的，同時還具有 取的光通量，人眼不能直接感受到。引導性的功能，一切應以駕駛員的感覺為依據(jù)，駕駛 (2)LED的出現(xiàn)使路面照明的配光設計成為可員感覺到的是亮度而非照度，這是大家已經(jīng)清楚的事 能：單個LED芯片光源的面積約為lmm2，可近似為實。 點光源，較容易進行配光設計。(1)駕駛員首先要能看清路面和識別目標，路面 (3)LED路燈透鏡配光與截光的差別和目標受照后，吸收了部分光線，以二次發(fā)射體的形 配光可將有害的和無用的光線經(jīng)過鏡頭的作用式提供了路面和目標的亮度和色度，路面和目標在亮 投向予設區(qū)域，變?yōu)橛杏霉饩€；而截光是將有害光線度或者色度上必須有一定的差異才能被人眼所識別。 攔截，達到去除眩光的目的，以往的路燈光源均帶有(2)要求路面照明均勻，而且人行道要有適當?shù)? 玻璃外殼，如高壓鈉燈、金鹵燈等，其體積太大，在有照明。使駕駛員既能看清路面又能及時發(fā)現(xiàn)目標。 限的空間內(nèi)難以進行良好的配光設計。只能利用反射(3)汽車在行駛過程中駕駛員看到的是動態(tài)的場 和截光的方式籠統(tǒng)地多利用一些光能和控制眩光；但景，因為車在動，人眼也在轉(zhuǎn)動。 是，用截光的方式控制眩光，無疑要損失了部分光能。(4)路燈提供的照明必須讓駕駛員感覺舒適、不 配光既要求達到道路照明均勻又要求對眩光進易疲勞；應該控制眩光一失能眩光和不舒適眩光，尤 行控制、還要求節(jié)能。而截光只是對眩光進行截除的一其是失能眩光。它會致使駕駛員產(chǎn)生短時間失明，危 種低級手法。害更大。 至于截光，半截光月E截光的區(qū)別僅在于對眩光控(5)節(jié)能的要求 制的差別；“控制眩光”對于LED路燈的配光來說，這路燈的上述功能除了要求光源要有足夠的光通 是一個簡單的要求，不是它的精華。將截光作為LED量、良好的顯色性和色溫外，還要求路燈光源必須進 配光的檢驗標準是不合適的，有些不得要領。行二次配光，使其路面照明均勻、控制眩光。3 LED路燈配光設計糾結(jié)的原因2LED路燈配光的目的(1)明知路燈配光設計應以亮度設計為依據(jù)，亮(1)LED路燈光學設計的特點 度和照度的關系決不是乘上一個簡單系數(shù)的換算關1)路燈光學設計屬于非成像光學系統(tǒng)的設計，是 系。但是現(xiàn)行配光設計卻還是以照度為依據(jù)。這是為什將燈具光源的光強按照預先設定的照明要求重新分 么?以亮度為基準的路燈配光設計難于運行的原因。布，以較少的能耗獲得所需的路面照明質(zhì)量。它不僅 理論上應該是以亮度為評價依據(jù)，但是燈光在路198 2012中國道路照明論壇(第／kS>論文集LED搬路燈LED搬路燈Lamps -面?zhèn)鞑ミ^程中，路面的吸收特性和反射特性未知，形成 另一是采用極坐標系，透鏡的出射光與路面相應光路計算鏈條斷裂、數(shù)據(jù)缺失，造成以亮度為評價依 輻射線一一對應。缺點是對角線遠端的配光較難。據(jù)的光學設計無法進行下去。 這兩種方式都可以依據(jù)所要求的路面各點的照歐洲將路面材料分為瀝青和水泥兩種；并依據(jù)漫 度_確定路燈之光強分布一再依據(jù)此光強分布及反射的程度將漫反射分為R1、R2、R3、R4四類；R1為 LED的材料特性(折射率n)，確定配光透鏡的自由曲完全漫反射，R4為鏡面反射。這種分類對于配光設計 面結(jié)構(gòu)尺寸。這是目前普遍采用的方法，原因為：顯得太粗糙了，沒有意義。 ①比較容易實現(xiàn)，忽略了路面特性的影響(有些我國未開展這方面的研究，既沒有路面材料分類 不合理)；的樣品，更沒有各種樣品的漫反射特性的資料。對于配 ②測量容易、簡單；有個照度計就可以了；光設計來說，關于路面的漫反射特性細分很有必要，但 ③我國和部分國家一樣采用“雙軌制“，既認為道工作量很大，而且特性的確定要得到各方的認可則更 路照明的評價應以亮度為主，但是由于亮度評價的困不容易，需要大家配合、努力。 難，也允許用照度來評價，二者之間給了一個簡單的鑒于上述原因，目前采用以亮度為基準的路燈配換算系數(shù)取值范圍，這個經(jīng)驗數(shù)據(jù)在大光源中使用了光設計難于進行下去，或者說時機尚不成熟，還有許多年，沒啥大問題(更確切地說，是標準遷就了HID多基礎工作要做。光源)，因為對道路照明均勻度的要求并不高。(2)道路亮度測量究竟應該進行動態(tài)測量還是靜 (4)這種理論和實際嚴重脫離的現(xiàn)狀是在LED路態(tài)測量 燈出現(xiàn)之前的情況，隨著配光設計的完善、研究道路從人體工效學的角度來思考，答案很顯然，應該 照明機理的進展，相信將會有一批更新的研究成果出采用動態(tài)測量，因為道路上車子在動，駕駛員眼睛也 現(xiàn)，可能會要求路面照明必須用亮度來評價，要求具在動，其所見路面照明狀況是動態(tài)的。 有高一些均勻度、低一些亮度、節(jié)能、適當?shù)娘@色性和亮度測量本身就比照度測量困難得多、繁瑣得 不同路段的色溫要求等等；屆時路燈的設計、測量和多，要進行現(xiàn)場動態(tài)測量則更是難上加難。 評價將更趨合理、統(tǒng)一、和諧。道路照明現(xiàn)場動態(tài)測量目前國內(nèi)連標準都沒有，4產(chǎn)品的質(zhì)量是設計、生產(chǎn)制造出來的還是國際上也是如此，方法唯有對癥下藥。檢驗出來的①抓緊對路面吸收特性和漫反射特性開展研究，并建立相應的數(shù)據(jù)庫，取得共識，以供選用；使得LED 大家會覺得這個問題多余，誰不知道產(chǎn)品的質(zhì)量路燈以亮度為依據(jù)的配光設計得以進行。 是設計、生產(chǎn)制造出來的而不是檢驗出來的。但是現(xiàn)②加快制定道路照明現(xiàn)場動態(tài)測量的標準，并在實當中卻往往并非如此認為；比如在LED路燈的兩個此基礎上研制相應的測量設備。使設計一測量—評價重要的特性一配光與散熱一就可以看到這種相反的三個環(huán)節(jié)得以統(tǒng)一、協(xié)調(diào)。思維。(3)以照度為基準的路燈配光設計 (1)配光由于按亮度設計路燈配光的條件目前還不具備， 有些路燈標準(或規(guī)范)中不提配光的具體要求，目前廣泛采用的還是以照度為基準的路燈配光設計： 而用截光來代替它。但是，截光根本無法解決照明均配光設計屬于非成像光學、以照度為基準的路燈配光 勻度的問題，他們認為燈具安裝后，都要進行照明均設計有兩種。 勻度的檢測，到時候就可判斷燈具是否合格，也就是說一是路面照明區(qū)域采用直角坐標系，光學透鏡表 燈具在生產(chǎn)過程中無需這方面的要求，工廠盡管生產(chǎn)、面與其一一對應的等照度法；其缺點是工藝性較差。 銷售、安裝上路，等觀場檢測后再來判斷產(chǎn)品合格與2012中國道路照明論壇(第八屆)論文集199]墟]墟D船一艫否。忽視了工廠在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對照明質(zhì)量的控制。 過下式計算：(2)散熱 G=13．84-3．31loglso+1．3(109(IsdI裙))坦-0．08log(Iso／大功率LED路燈另一個重要參數(shù)就是散熱，散 Iss)+1．29109F+0．97109i。44．4109h7-1．46109p+C熱不佳，LED路燈的溫升就高，可以通過溫升來判定散 不舒適眩光控制等級G按其數(shù)值(1、3、5、7、9)熱之優(yōu)劣；溫升源于束博在芯片內(nèi)的光子的熱運動；這 共分為5級。數(shù)值越大越好，G>5為可接受的眩光；是由于LED芯片的折射率很高，出射光錐小，大部分 G>7為眩光控制良好 ；雖然CJJ45—2006未對不光子束博在芯片內(nèi)產(chǎn)生熱運動。溫升對燈具壽命起著 舒適眩光提出要求，但是，它對駕駛員的觀察舒適性至關重要的影響；它還引起色漂移；溫升的高低可以 帶來負面影響，我們還是要重視它。判斷燈具壽命的長短。 從配光的角度主要是控制照明光線<800，它影響燈具溫升以燈具周圍空氣溫度為參照體，它與燈 著公式中的第2、3、4項，尤其是第2項。具中最高溫度點的溫度之差即為燈具溫升。 光源的種類C對不舒適眩光有影響，但是有些LED產(chǎn)品的溫升對壽命的影響極大，對于溫升的 人過分夸大這方面的影響，如高壓鈉燈C=0．1、LED燈控制應該始于產(chǎn)品的設計。 C-o；兩者相差僅“0．1”，相對于“5”來說也只有2％。溫升可在生產(chǎn)過程中檢測，以便于在生產(chǎn)過程中 沒有達到一票否決的程度，那種藉口色溫太高，拒絕控制質(zhì)量。 使用LED的理由是站不得住腳的，更何況LED也可溫升在產(chǎn)品型式試驗時必需檢測，它可在IP檢 以做到低色溫的，而且對于隧道照明而言，白光的照驗后進行。 明效果要比黃光好得多。一種LED產(chǎn)品型號投產(chǎn)時，若不知其溫升幾何? 其余3項分別是路面平均亮度、燈具相對于觀測這種產(chǎn)品的質(zhì)量則會令人懷疑。 線的高度以及1公里路面的燈具盞數(shù)；均與燈泡類型在一些標準中未對溫升提要求，認為“沒有必要 無關。在生產(chǎn)過程中通過對溫升的控制來滿足壽命要求，壽 按上式計算，LED路燈的不舒適眩光可以控制的命在燈具安裝后，現(xiàn)場檢測就可判定。”也就是說，需 比高壓鈉燈好，因為選擇色溫5700K以下的LED光要分階段測量約一年半后(6000h)才能下結(jié)論。這本 源，其光強分布可控，可消除180的影響，且760視線身是一種“事后諸葛亮”的行為，容易引起糾紛。也不 上的光源面積F可比高壓鈉燈大得多。利于工廠及時提升質(zhì)量。6 LED光源的顯色性能否還用Ra來評價5 LED路燈是否一定比高壓鈉燈刺眼顯色指數(shù)從一開始就只是顏色表面現(xiàn)象，因此要這里指的是燈具眩光對人眼的刺激，作為燈具應 找到一個能夠很好的與感知力相關的表征參數(shù)是很該對眩光的控制十分嚴格。眩光分失能眩光和不舒適 難的。眩光兩種。 LED光源的顯色性用顯色指數(shù)(CRI)來衡量，(1)失能眩光：它由局部照明過亮且直接進入眼 這里參照的樣品光源的選擇影響很大：而CIE對樣品瞳所引起，它會致使眼睛短暫失明，危害很大；cjj45— 光源的選擇采用了很寬的范圍，即、<5000K的黑體輻2006對失能眩光提出了限制的要求，根據(jù)cij45—2006 射和>5000K的一段13光；這意味著作為參照的發(fā)光的要求，只要截止I>800的照明光就可避免失能眩光的 體的數(shù)量是無限的，一個色溫2856K的白熾燈也可危害，這點對于LED路燈來說很容易做到。 以擁有和自然光同等的顯色性。自從做了這個決定，(2)不舒適眩光：不舒適眩光的影響因素較多，道 這個問題就被辯論過，但卻一直沒找到各方可接受的路照明不舒適眩光用眩光控制等級G來描述，它可通 解決辦法。200 2012中國道路照明論壇(第八屆)論文集。。。黑～r。。。黑～r一為方便運作通常采用一般顯色指數(shù)(Ra)來評價燈法，技術委員會在成立五到十年之后就解散了席后一光的顯色性。Ra采用的8個標準色樣品如固¨盱示：個技委會成立于1991年．1999年解教。但是Ra不太適合用來評價LED照明的顯色性． 有人根據(jù)人們喜愛色彩鮮艷的特點，提出色彩鮮艷向量(eRrs)指標，并在cRvs基礎}提出表征顫色的四維理論，即用相關色佩(T)、色彩逼真指數(shù)(F—CFI—ColorFidelityIndex)、色彩飽和度指數(shù)(S-CSI—ColorSaturationIndex)和色彩扭曲指數(shù)(D—HDI—HueDistortionIndex)等4維指標來對白光燈的顏色質(zhì)量進行評級二并提出r一個假想有逼真日光的LED燈．此燈的四維指標應為T65一F100一sO—DO現(xiàn)在熹國極力推行采用顏色品質(zhì)指數(shù)CQS替代一般顯色指數(shù)Ra，戧8個樣品的基礎上增加了深紅、深黃、深綠和深藍，以及常見的顏色一膚色和樹葉圖1圍繞標準光酥B65的8十樣品色 色；(這早已有之．值未被別人Ra的檢測樣品)。且因為： R9>0(這是薪的)。雖然沒能根本上以人體工教學為(1)CRl只是測量色彩的保真度而未考慮在何種 出發(fā)點給予改變，但是它進一步貼近了LED發(fā)光；雖情況下會出現(xiàn)色彩失真。同時，顏色向不同方向變化， 然CIE尚未接受CQS概念，幾尢傳統(tǒng)照明廠擔心會與它對色彩的感覺會有不同的影響。 他們原先對燈具產(chǎn)品的測量結(jié)論相矛盾，而這幾太廠(2)評價的樣品太少，鼬只選定了8種樣品。 在CIE有著深厚的根基。但可以看到業(yè)界的努力，看(3)8個樣品的光譜特性與LED的光譜特性太不 到國家層面上尤其是美國國家實驗室的不懈努力。再同，前者為連續(xù)光譜，LED有明顯的藍光波峰。 加上這幾個國際大廠也在努力開發(fā)IZD，相信不久后(4)8個樣品都是中等的色飽和度，它符合當年白 會有所進展的。熾燈燈光的狀態(tài)，不能反映人跟的真實感受(尤其是在白天的真實感受)，人類醞的是飽和的色彩色居多 7單純提出降低燈具光源的色容差要求．是否能真正把色容差降下來數(shù)，而且也不符合LED的發(fā)光狀態(tài)。(5)CRI的評價有點{昆亂．CRI-4)時并非最低顯侗這種情況也不盡然，顏色容差的定義是燈光顏色性能，常有負值出現(xiàn)．也常有CRI高者人眼的真實色的測量數(shù)據(jù)和標準顏色的測量數(shù)據(jù)之間的數(shù)值差感覺卻不如CRI低者的現(xiàn)象出現(xiàn)。別。可判斷被測燈光顏色與標準顏色的接近程度。大量的視覺實驗表明，CRI不能預測人類的主觀標準值與實鍘值之間相差的容差值可通過計算感受。CIE的結(jié)論是：“當前CRI對白色LED光源的得到．計算方法是在Lx蹦bx三維色空間中(‘L’代表亮顯色性的優(yōu)劣判據(jù)違背了一套基于視覺的優(yōu)劣判度，判別白一灰色；‘a(chǎn)’代表紅一綠色系；‘b’代表黃一藍色據(jù)。”系)，測量標準色和樣品色之間的坐標距離。最常用的在過去的幾十年里，很多出版物都批評了CIE 方法是cJELAB(容差球法)和cMc(橢圓球法)。樣品測試方法，并且出示了證明測試方法有漏洞的證 (1)與色差的相關參數(shù)據(jù)，但是至今也沒找到比較令人信服的更好的方法。 色差=Kxf(A、R)CIE很多次力求解決這個問題．也成立了技術委 I)標準顏色樣品中心點的色品坐標A員會，但是因為始終沒找到一個得到并方認可的辦 2)被測燈的色品坐標B2012中國道路目明論t(劓幅)論文集加1]“]“o麓Ia現(xiàn)既符臺標準樣品色溫3500K的要求，也符合4000K的要求．據(jù)解釋：儀器會自動給予區(qū)分，也就是說儀器還是按照2700K、3000K各檔的標準樣品色溫的要求給予區(qū)分，3720K的色溫雖然數(shù)值t看比較靠近4000K，結(jié)果還是應該歸到4000K這一段，而不會如你所愿歸到3500K這一段。你想降低要求的目的并沒有達到．你放寬的只是相關色溫的范圍，但是，這并不一定合理。。@(2)色品坐標與相關色溫的關系1)一組色品坐標x．Y只對應色品圖上的一個點．那么自然也就只有一個相關色溫值。2)一個相關色溫，在色品圖上是一條線(等溫線)，那么自然也就有許多組的色品坐標。固3窖差橢圓球 也就是說，在相關色溫相同的情撾下，色品坐標會3)色溫系數(shù)K(每個標準顏色樣品都對應一組唯 有許多組，自然色容差也就有許多組，那么燈的相關色一的系數(shù)一容差的范倒) 溫的大小，并不能決定詼標準色溫下的色容差大小。也就是說色差的劃、是由上述二條來決定的．比 再說色窖差放寬要有依據(jù)，在觀察條件良好的狀如，若已經(jīng)確定標準樣品的色溫是5000K，那么‘A’與 態(tài)下，人眼能察覺到的色差變化大約為00007，美國‘K’就應該是固定不變的．當被測燈的色品坐標確定 能源之星色容差的要求是o04，大概放寬了6倍，要后，則色差的大小也就被確定了。 再放寬應有恰當面充分的理由和依據(jù)。有的路燈燈光有的標準規(guī)定的標準樣品的色溫是參照熒光燈 的相關色溫小于5000K，但是看起來偏綠明顯，不舒的標準，艏2700K、3000K、350DK、4000K、5000K、 服，這就是色容差太大所致。6500K共6檔。LED常用的4500K及5700K被無辜 還有色容差放寬需綜合考慮，首先，要考慮什么地被排斥在外；為了解蒎這個同題，提出企業(yè)可根據(jù) 體系、什么色差單位；想要放寬色容差的要求，標準樣用戶要求生產(chǎn)非標準顏色的燈，但必須給出此顏色的 品色溫之間的間隔也要放寬才有效。但是，是否理論目標值，其容差為8SDCI～I(色匹配標準偏差)之內(nèi)。這 依據(jù)和試驗數(shù)據(jù)來支持。種要求會不會出現(xiàn)在產(chǎn)品在符臺r指定的非標準顏 更主要的是應該考慮人眼的感受。要有足夠的人色燈的要求之外，同時也符合相鄰的標準顏色燈的要 群的實驗數(shù)據(jù)，在這些工作未做之前先借用他人的成求。 果還是有益的。建蚵參照美國“能源之星”的要求，他有的規(guī)范規(guī)定的標準樣品的色溫參照美國能源 們針對LED節(jié)能產(chǎn)品做了許多有益的行之有教的工之星列出2700K，3000K，3500K．4000K，4500K，5000K， 作，“能源之暈”的公市已非美國能源部單方面的意5700K，6500K共8檔，而色容差給予放松了，理由是 見，它是與各方協(xié)調(diào)、妥擠的結(jié)果。要求太高．工廠有困難；且不去討論要求是否真的太8色差的單位高，只要標準樣品色溫之間的間距不變，僅把色容差放丈，勢必會有交叉，即會出現(xiàn)某個被測燈的色溫可人的眼睛可以感覺出顏色的微小差別，而在儀器同時符合兩種標準樣品色溫的要求，比如被測燈的色J一卻沒有如此靈艦為丁使色差,fi個計量概念，吉特溫為3720K，在你“放寬了”色容差要求岳，它可能出(udd)建立丁一種色差單位——以數(shù)值表示色差時的。。。勰”。。。勰”r單位物理量。由于