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LEDLED光源照明设计与模拟分析(图)
6 i9 Y2 }* X- o4 q( S# W2 |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4 O# H2 Z' u5 Y/ Y) H
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。, X% G) L* Q; g' w, s1 F$ N& a
; Q3 Q6 X8 ~5 `: q9 d! E' z
图一、人眼的直接眩光区
- K0 u+ P+ g: Z* W 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。
/ b2 h7 w3 G8 o* a z8 L. ? 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。" s" y, F: R) t9 J2 f$ o
, N6 l9 p/ n6 ^" s图二、光源色温与被照体照度比较图
: q; \8 z! M. f M8 }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。* w8 x1 _9 X0 t' }" u8 X; v
" d8 q1 E/ P1 ?6 n! z(a)直接照明
# K6 K6 E9 X3 @. k3 c! }/ ]0 @
( Z: z% x5 K0 P- E, N) C4 _9 q(b)半直接照明
/ B' r# W3 P- |* j* |! _ ( I/ k6 i" l* l7 _
(c)全般扩散照明
6 h( W7 q9 W9 G4 A $ B$ c. I- _4 u' h$ y
(d)半间接照明
0 N1 V% _/ F) R9 V, N- I. L
! i. ]+ e- _, v* j( Q(e)间接照明, t9 x) \$ O( T! r U% O
图三、各种照明方式& E! Q: u5 f$ D3 ^6 \! O
二、LED照明光学设计
' x, d$ L$ u9 e% b" [, n' | 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。/ N% C/ M- |1 t/ Z2 X
$ B; f" h0 ^* Y4 Z! X# B9 o
图四、三种配光曲线之LED灯具
( }# P7 `8 e# P; K8 v5 t. b6 Z 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。
; F9 G4 _. e7 [! H( ~' [' Q 4 q# J. L8 [( v. |8 j
(a)Narrow Angle
9 p* k: o: c6 Y+ \/ E" Z9 L 8 K+ @3 }1 H5 \1 I
7 s) K8 R+ l; [2 v- K$ O
光电工程师 17:54:04
* q( }% V6 r/ [8 {$ {2 F睡觉(c)Batwing
; s5 V @0 N a3 `& j& v* x, F图五、三种灯具之空间照度分布图
1 ^# T ?6 H$ e0 x m1 F表一、Narrow Angle灯具配光均匀度
; P7 `9 [- z# R/ I$ I ; G( G8 A }; y) B* s3 y
参考文献
4 D/ A- M* {' W$ p( y* k/ m' I 许招墉编译, “照明设计,” 全华科技图书, 十一月., 1999.
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石晓蔚, “室内照明设计应用,” 淑馨出版社, 十一月., 1997.1 R \0 V8 S$ p8 Q1 V/ p
何正伦, “照明与照明设计,” 三泰出版社, pp. 129-149, 二月., 1994.
% o7 w3 e1 d" b u8 c" { { 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./ k: G# P- [* @! r3 Z0 S. y' q/ z
黄哲平, “照明设计,” 东华书局, pp. 247-277, 一月., 1993. |
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发表于 2010-9-25 18:21
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