LED路燈的配光設計

1、www.osram.de LED路燈的配光設計路燈的配光設計Robin. Huang|16133 |GL D LUM AP2AgendaPage1概述概述52理論分析理論分析83LED路燈的配光設計路燈的配光設計124場景仿真與分析場景仿真與分析235結(jié)論結(jié)論28常用道路照明標準31.概述概述ANSI/IESNA RP-8-00CIE140/EN 13201CJJ454 Average luminance（Lav） Luminance uniformity（U0） Longitudinal uniformity of luminance（UL） Threshold Increment（TI）

2、Surround Ratio（SR）1.概述概述主要評價參數(shù)ANSI/IESNA RP-8-00標準CIE140/EN 13201標準照明軟件中的評價參數(shù)51.概述概述 照度均勻的“蝙蝠翼”型配光 斑馬效應早期的路燈配光設計成“蝙蝠翼”型: 照度均勻性好；照度均勻性好； 亮度不均勻，亮度不均勻， 斑馬效應斑馬效應，視覺疲勞。，視覺疲勞。62.理論分析理論分析 駕駛員眼睛注視區(qū)域位于前方60160m的路面，路面的反射光形成一個亮背景，障礙物顯示為暗影。障礙物與背景亮度差，與人眼分辨閾值之比，定義為能見度：minLobLLVL VL能見度能見度 Lb背景亮度背景亮度 Lo障礙物亮度障礙物亮度Lmi

3、n亮度差辨別閾值亮度差辨別閾值能見度注視區(qū)域7視錐細胞：主要集中于眼球中央，每個細胞接一個神經(jīng)元，對顏色敏感，明視覺下視錐細胞：主要集中于眼球中央，每個細胞接一個神經(jīng)元，對顏色敏感，明視覺下 起主要作用。起主要作用。視桿細胞：分布于范圍較廣，多個細胞連接一個神經(jīng)元，對顏色不敏感，暗視覺下視桿細胞：分布于范圍較廣，多個細胞連接一個神經(jīng)元，對顏色不敏感，暗視覺下 起主要作用。起主要作用。人眼結(jié)構(gòu)和視網(wǎng)膜的細胞人眼結(jié)構(gòu)和視網(wǎng)膜的細胞眼球結(jié)構(gòu)視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)2.理論分析理論分析82.理論分析理論分析 國際照明委員會CIE采用顯示能力RP (即看到路面上設定障礙物的概率) 來研究路面平均亮度（Lav）與均勻度

4、（Uo）對視覺功能的影響，實驗結(jié)果如下圖：CIE 顯示能力曲線92.理論分析理論分析視覺分辨對眩光控制的要求視覺分辨對眩光控制的要求 燈具在視網(wǎng)膜的光幕眩光提高了人眼亮度辨分辨閾值Lmin，降低了物體的能見度。 為抵消眩光對視覺的影響，恢復物體能見度，需要提高的路面亮度百分比叫閾值增量TI。8 . 028 . 06565aveyeavvLEKLLTILv等效光幕亮度等效光幕亮度Lav路面平均亮度路面平均亮度Eeye眩光源垂直人眼視線上的照度眩光源垂直人眼視線上的照度視線與眩光源入射光線夾角視線與眩光源入射光線夾角K 比例常數(shù)比例常數(shù), 當當以度為單位時以度為單位時K=10minLobLLVL能

5、見度公式:光幕眩光10視覺分辨對環(huán)境比的要求視覺分辨對環(huán)境比的要求2.理論分析理論分析 在道路照明設計中，為了防止車道很亮，但人行道很暗，不利于司機觀察路邊的環(huán)境，有潛在的危險（比方突然有人從側(cè)面沖出來）。需要有一定的環(huán)境比（SR）。Area AArea B5m5mSR = Eav-B / Eav-A113.LED路燈的配光設計路燈的配光設計LED路燈的配光設計中均需要充分考慮 （基于人眼的視覺分辨）：道路照明的亮度道路照明的亮度均勻性均勻性眩光眩光環(huán)境比環(huán)境比不同的路面材質(zhì)、路寬、燈具安裝條件以及節(jié)能因素不同的路面材質(zhì)、路寬、燈具安裝條件以及節(jié)能因素123.LED路燈的配光設計路燈的配光設計

6、LED路燈配光設計的標準要求路燈配光設計的標準要求美標 Type IV歐標 ME1ME6國標 IIII級道路照明要求 13道路照明的評價區(qū)域道路照明的評價區(qū)域3.LED路燈的配光設計路燈的配光設計采樣點位于車道中心線for S 30 m, N = 10for S 30 m, D 3 m14LED路燈配光設計的亮度計算路燈配光設計的亮度計算3.LED路燈的配光設計路燈的配光設計路面亮度計算需要充分考慮 ：燈具、觀察點、人之間的相對方位燈具、觀察點、人之間的相對方位路面的材質(zhì)路面的材質(zhì)燈具的配光分布燈具的配光分布路燈之間的照明疊加路燈之間的照明疊加 直接計算路面亮度分布較困難，通常先計算路面照度，

7、再乘上道路材質(zhì)的簡化亮度系數(shù)R-table。153.LED路燈的配光設計路燈的配光設計CIE144-2001公布的路面材質(zhì)的簡化亮度系數(shù)表：R-tableR3（瀝青）路面C1（水泥）路面16LED路燈配光的設計要點路燈配光的設計要點3.LED路燈的配光設計路燈的配光設計OSRAM HPML系列路燈的配光設計： 沿車道方向為對稱式配光沿車道方向為對稱式配光 垂直車道方向做偏光設計垂直車道方向做偏光設計173.LED路燈的配光設計路燈的配光設計沿車道方向的配光設計需要充分考慮 ：節(jié)能：配光擴展角要足夠大，充分利用斜射光線的高亮化系數(shù)節(jié)能：配光擴展角要足夠大，充分利用斜射光線的高亮化系數(shù)均勻性：配光

8、不宜設計成均勻性：配光不宜設計成 “蝙蝠翼蝙蝠翼”型，光強分布與亮化系數(shù)型，光強分布與亮化系數(shù) 的疊加會擴大路面的亮度差異，導致斑馬效應。的疊加會擴大路面的亮度差異，導致斑馬效應。截光設計截光設計路燈截光斜射光線具有較高的亮化系數(shù)18截光要求可以參照下表：3.LED路燈的配光設計路燈的配光設計193.LED路燈的配光設計路燈的配光設計垂直車道方向的配光設計需要充分考慮 ：偏光設計：根據(jù)道寬做匹配的非對稱配光，加強遠側(cè)光強，降低近側(cè)光強。偏光設計：根據(jù)道寬做匹配的非對稱配光，加強遠側(cè)光強，降低近側(cè)光強。 道路越寬，偏光補償越大。道路越寬，偏光補償越大。路面材質(zhì)：對于柏油路面，垂直車道方向的偏光補

9、償程度要小于水泥路面。路面材質(zhì)：對于柏油路面，垂直車道方向的偏光補償程度要小于水泥路面。環(huán)境比：分配適當比例的光線照明道路周邊，使環(huán)境比：分配適當比例的光線照明道路周邊，使SR0.5。203.LED路燈的配光設計路燈的配光設計設計案例：213.LED路燈的配光設計路燈的配光設計設計案例：224.場景仿真與分析場景仿真與分析ME3ME5配光曲線ME1ME2配光曲線為了涵蓋不同的道路況及安裝條件，設計了窄、寬兩種配光組合。234.場景仿真與分析場景仿真與分析對ME1ME5的各種不同的路燈安裝條件進行仿真，使設計有更大的容差。244.場景仿真與分析場景仿真與分析 254.場景仿真與分析場景仿真與分析 下圖是OSRAM針對歐洲的BS EN 13201-2標準中常用的ME1ME5道路照明要求，根據(jù)前面分析的方法設計的HPMSL系列路燈及配光。SRAM HPML 系列路燈264.場景仿真與分析場景仿真與分析OSRAM HPML系列路燈實際安裝效果275.結(jié)論結(jié)論通過分析可以看出LED路燈的配光設計需要從人眼視覺和行車安全角度，綜合考慮亮度、均勻度、眩光、環(huán)境比等參數(shù)，在滿足安全舒適照明的前提下做到盡可能的節(jié)能。行車方向接近于三