LED道路照明灯具配光设计的误区分析——照度均匀性并非亮度均匀性

《LED道路照明灯具配光设计的误区分析——照度均匀性并非亮度均匀性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、通用电气照明有限公司邹吉平摘要考虐到照度均匀性自忽视亮度均匀性的LED路灯配光设计能节约很多LED芯片成本，但也降低T遣路照明的安奎性，选不到道路照明的要末。文章详细分析7熙度均匀性与亮度均匀性的区别，分别m照度均匀性E耐E～为1，0．4和02设计了三种配光曲线，并计算这三种配光在R3和C1路面的亮度厦算均自性，得出两个结论：其一，过虚地提高照廑均匀性会产生斑马效应，导致纵向均匀度很差；其二，不同的材质应设计不同的配光曲线才能满足道路照明的晏求。关键词LED路灯配光亮度均匀性斑马鼓应纵向均匀度1前言2LED道路灯具配光的重要性以厦误区传统的道路

2、照明灯具主要以高压钠灯HPS(Hi曲P硝su”Sodium)为主，其光艘为85—1401mlW；高能救白光LED(Li异htEmittingDiode)的发光效率已从2002年的301m／W迅速提高到目前的70—851m／w，据预测．2010年有望实现1001m／W的目标，2015年达到1501ra／V【fLED与传统光源相比，具有高能效、体积小’寿命长、使用灵活、无汞污染、调光性能好、无频闪、热辐射低等诸多优势，但也存在单灯功率低、散热难度大、光效有待提高等问题。据统计，2005年全球路灯高达1．2亿套，中国就有1650万套(含台湾地区150

3、万套)．尽管LED光源还有许多问题，目前LED路灯尚属于示范性推广性质。市场规模小且分散，但其发展趋势和前景可观。道路灯具的空间光分布是影响道路照明质{照明效果的关键性因素，它奂定了空间或路面任f点的照度、亮度及眩光等各种光学参数。因此，路【平均亮度、总体均匀度、纵向均匀度以及闷值增量4价道路照明质量的参数指标在很大程度上取决于i灯具配光性能的好坏，采用音理的配光分布是减!污染、光侵^、提高灯具出射光利用率的主要逮径是提高照明效率、绿色照明与节能的有效措施之对于LED道路灯其而言．研究其配光性能．不仅c提高道路照明的安全性，还可以节约LED芯片

4、成提高LED输出光的利用率。但是，抛弃道路照明e全性指标．忽视道路照明的亮度标准．不但达不到t的照明效果，还会给驾驶员带来严重的视觉不适￡(如斑马效应)，这样的照明灯具就淡不上节能了。目前市场上的LED路灯产品都存在一个普遍现象，即为降低成本，生产厂家使用尽量少的LED芯片研制LED路灯替代传统照明的HPS灯具，有些厂家甚至宣称印w的LED路灯能替代250W的HIS路灯。从光源的输出流明上分析，60w的LED光源目前只能输出4200—51001m的光．而250W的HPS光源能输出26000～330001m的光，考虑到HiS灯具的效率损失和配光设

5、计的利用系数损失，HPS250W灯具发出的可利用光仍然是LED60W灯具发出可利用光的34倍．从这一点而言，60W的LED路灯不能实现250WHIS路灯的照明效果。因此，商家们就从明暗视觉曲线或中间视觉的角度，甚至脱离道路照明的亮度均匀性指标而采用照度均匀性取代。照度通常是评价照明质量的主要特性之一．在照明设计或验收时，亮度计算或检测均比照度要复杂得多，而亮度指标往往容易被忽视。在谈到道路照明时，很多人误认为亮度与照度就是一个与反射系数有关的一种转换关系，或者亮度均匀性就是照度均匀性，甚至对亮度概念模糊不清并误认为是照度。如《公路隧道通风照明设

6、计规范》圳026l一1999中说明沥青路面的亮度是照度的t5—22倍，水泥路面是lO～13倍。在道路照明领域里，亮度与照度之间的关系非常复杂，其复杂的原因是路面的材质对光线的反射不是均匀漫反射，也不是镜匝反射，是跟人射光线方向关系紧密的一种复合反射，其亮度取决于驾驶员的观察方向与光线照射到路面的方向之间的关系．如本文的举例就证实了在某些情况下，沥青路面的亮度与照度之间的比率小于9，而不是通常大家认为的15吨2倍。3道路照明的亮度评价指标国际照明协会(cIE)在研究道路照明中的安全性方面做了大量工作．一直把亮度标准作为可见度的重要指标之一，而照度

7、参数在评价道路照明的可见度、视觉反映时间、安全性等方面远远不如亮度参数直接。自从CIE于1977年出板《机动车交通道路照明的建议}CIENO．12．2以来，路面亮度的概念在道路照明LEDLL。E。D脚厂设计标准中就起到了重要作用。路面的平均亮度水平(AverageRoadSurfaceLuminance)影响着驾驶员观看障碍物所需的亮度对比敏感度，因而也影响着视觉的可靠性。根据能见度(可见度)公式[21：VkItrLJ，AL_(1)式(1)中，v卜能见度；k一背景亮度(cd]mz)；k～障碍物的亮度(cd／m2)；△I。-亮度差辨别阈值(cd]

8、m2)．从公式(1)可以看出，障碍物的表面和路面之间至少要有一定的、最低限度的亮度差(对比)才能让驾驶员觉察到障碍物，所需的对比值取决于视角及观察者视