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标题: LED [打印本页]
作者: coffee957    时间: 2010-9-25 18:21
标题: LED
LEDLED光源照明设计与模拟分析(图)
0 x9 F& O' ^0 @" n发光二极体(LED)从原本仅能应用於指示信号及景观装饰，提升至照明领域，原因在於磊晶、製程、封装等整体技术提升，促成LED亮度增进。随之而来的问题是LED真能取代其他光源吗?这是目前很多人在思考的问题，笔者以为仍须一段努力方可实现固态照明。　　一、LED照明设计) \. i# c6 S( s+ c- A' A/ O
　　长久以来大眾对於照明品质非常重视，不仅要求空间照度充足，还要空间照度分配均匀，才不致於造成眩光及配光均匀度差异太大，造成空间舒适度下降。所谓照明品质乃是改善眩光、空间照度、相对色温、演色性、配光均匀度等。造成人眼感到不舒服之光线均称为眩光，眩光分为三种即直接眩光、反射眩光与背景眩光。直接眩光因光源直接入射眼睛所造成，人眼的直接眩光区为自垂直面45°~80°，如图一所示。9 n; o6 n3 `0 y6 k

) l. ?5 j' I6 Y8 G& J. D' {图一、人眼的直接眩光区
3 k9 G* Y) F+ H* Y' a1 x% k　　光线充足与否即是照明领域定义的空间照度问题，不同照明环境下空间照度亦有所不同，一般室内空间照度要求需达500~750 Lux，而空间照度大於500 Lux时，人眼就不易產生疲劳现象。演色性为物体在不同光源下相较於太阳光底下的呈现比，其最佳值为100，一般室内照明要求则需要高於85。
5 o% q" d0 l( U1 R　　空间光线分佈称为配光均匀度，常见配光均匀度定义方式为(1)室内最低照度除以平均照度;(2)室内最低照度除以最高照度;(3)室内平均照度除以最高照度，一般评定空间配光均匀度之好坏，会以0.8为一基准。色温定义为黑体辐射之光色，黑体在不同温度下所幅射出之光色，与光源之光色接近时，则定义光源之相对色温为此黑体的温度。
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图二、光源色温与被照体照度比较图
: f* u, w: Y) }' x' b一般照明方式，可分为直接照明、半直接照明、全般扩散照明、半间接照明及间接照明。直接照明由於设计容易及运用方便，是最常见的照明方式，其缺点是容易產生眩光及配光均匀度差。, A6 k+ o6 s7 s9 X1 Q4 m

0 `$ w/ @: l% k8 Y/ l3 b; ~(a)直接照明
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& p- O' K# z* B0 E/ S(b)半直接照明
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(c)全般扩散照明
3 ]- U' \/ L3 ~  w 7 m: ?# L: m8 s* t
(d)半间接照明  k8 w: X# V# B+ a/ ]

' r0 T; L2 f* x9 `" Y" F/ v(e)间接照明8 Y0 K2 j4 x1 X* Y' \
图三、各种照明方式
) B! K- o0 A9 d$ _" ]( _' e　　二、LED照明光学设计/ @2 L) ^5 V  r/ B7 o
　　本节使用三种配光曲线之LED灯具，来说明不同灯具造成空间照明品质之差异，图四为不同灯具之配光曲线比较，它们分别是Narrow Angle、Parabolic、Batwing三种配光曲线之灯具。6 V- ?+ c1 P4 R
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图四、三种配光曲线之LED灯具
4 z/ I2 n% w4 d　　而不同配光曲线对空间照度分佈的结果如图五所示，其中(c)Batwing的照度分佈较均匀，整体空间照度差异不会像Narrow Angle那么大。(a)Narrow Angle灯具之最大照度明显是优於其他两种灯具，可惜整体之配光均匀度低於另外两种灯具，这就是所谓在追求照度提升同时，若没有设计好光线分佈即会產生问题，造成光能量之浪费，这是设计时必须注意的事。表一、二、三所示为三种灯具运用於空间中之配光均匀度数据整理，可使读者更了解其意涵。
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& C! S$ x0 j8 Z& ~. K(a)Narrow Angle6 C9 ]7 R( C6 L$ D
1 G$ A  L! m( a6 F
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光电工程师  17:54:043 K* D9 K: q# [, ^/ A4 L: M! R
睡觉(c)Batwing; C1 n, N4 s5 L3 J
图五、三种灯具之空间照度分布图
6 r9 g# E8 Y/ ?) O+ K表一、Narrow Angle灯具配光均匀度1 L2 Z# S, d5 q7 P3 R1 {
) Y% ~9 N; m! c0 V7 P- r& c
　　参考文献
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　　日本照明学会 Lighting Handbook
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　　汪孝慈, “照明品质与眩光评估模式,” 中华民国照明学会, vol.18, no.2, pp. 26-30, 十二月., 2001.+ T2 s; U1 Z. r6 v7 X! |% {5 d
　　黄哲平, “照明设计,” 东华书局, pp. 247-277, 一月., 1993.



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