光源參數(shù)知識

1、光源參數(shù)知識 第1頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一一 光和光源的概述1.光的概述2.光源的概述3.光環(huán)境的概述第2頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一什么是光人類視覺感知人類視覺感知不到+ 可見光波380nm780nm紅外線、紫外線電磁波+1.光 的 定 義 光是電磁波可見光是波長為380780納米 的電磁波。第3頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一可見光光譜第4頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一光的波長、顏色與人對顏色的敏感度第5頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一2.光源：自身發(fā)光的物

2、體稱為光源. 分類： 冷光源:利用化學(xué)能、電能,生物能激發(fā)的光源，激發(fā)只產(chǎn)生 可見光，沒有紅外線。冷光源的特點是把其他的能量幾乎全部轉(zhuǎn)化為可見光了，其他波長的光很少 。 （螢火蟲、霓虹燈，三基色熒光管節(jié)能燈、LED燈、冷陰極管霓 虹燈等 ） 熱光源：利用熱能激發(fā)的光源（通俗講靠溫度升高發(fā)光）。激發(fā)除了有可見光外還有大量的紅外光，相當(dāng)一部分能量轉(zhuǎn)化為對照明沒有貢獻的紅外光了。 （白炙燈、鹵素?zé)?、鈉燈 ） 我們不是根據(jù)燈具外殼的溫度來定義為冷光源,還是熱光源。 第6頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 3.光環(huán)境：人們在一定的視覺空間對光的心理感受！人們通過聽覺、視覺、嗅覺、味

3、覺和觸覺認(rèn)識世界，在所獲得的信息中有80來自光引起的視覺 。 設(shè)計光環(huán)境的時候，我一般都要先考慮到燈光的照明類型，然后才能在設(shè)計中考慮到使用需求，進而考慮到眼睛的舒適與健康。集中式光源的燈光是直射燈，以集中直射的光線照射在某個特定的區(qū)域里或某一具體物體上。在設(shè)計工作，寫字，閱讀，做飯，用餐時要使用集中式照明。而光束的大小則由燈罩的形狀和燈的位置來決定的。但集中式照明的照度很大，眼睛長時間處于這種環(huán)境下會感到疲勞，所以要設(shè)計一些輔助式光源，比如：立燈，臺燈。輔助式光源的燈光屬于擴散性光線，光亮在集中式照明和普照式之間。普照式光源指的是天花板燈。我們通常稱為居室里的主燈。主燈與其他的燈搭配使用，形

4、成不同的光圈效果，可以合理調(diào)節(jié)眼睛的疲勞，也可以輕松的在室內(nèi)閱讀。設(shè)計的規(guī)律和配比原則是：5：3：1，這是一條黃金定律?！?”是指光亮最強的集中性光線，比如射燈；“3”是指給柔和的輔助式光源；“1”是指主燈 第7頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一二 光量特性1.光通量2.光照度3.發(fā)光強度4.光亮度5.眩光6.配光曲線7.光束角8.頻閃效應(yīng)9.發(fā)光效率 10.光效壽命第8頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一1.光通量()：光源每秒鐘發(fā)出可見光量的總和 。 單位：流明（lm）光通量是衡量光源輸出可見光多少的一個指標(biāo)。第9頁，共38頁，2022年，5月20

5、日，4點13分，星期一 2.光照度(E)：是受光表面上光通量的面密度，即單位面積的光通量.故照度是表示受光表面被照亮程度的一個量。 單位:勒克斯（lm/ ）。第10頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一常見場所照度：場所照度 （Lux）書房、辦公室 5001000餐桌 300500 浴廁、更衣室 200500客廳（不閱讀書報） 150300電梯、走道 100200走廊、樓梯 3575車庫、倉儲 3075第11頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一照度 (Lux)實例300 Luxroom center2500 Luxinside window10 Lux i

6、n the cellar6000 Luxunder marquee100000 Luxin the Sun10000 Lux in the shadow第12頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一3.發(fā)光強度(I)：是光通量的空間密度，即單位立體角的光通量，也就是衡量光源發(fā)光強弱程度的量。單位:坎德拉（cd）。4.光亮度（L）：單元表面在某一方向上的光強密度，它等于該方向上的發(fā)光強度和此表面在該方向上的投影面積之比。單位：坎德拉每平方米，符號：cd/。第13頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一光量指標(biāo)形象對比第14頁，共38頁，2022年，5月20日，4點

7、13分，星期一 5.眩光：在視野范圍內(nèi)有亮度極高的物體，或亮度對比過大，或空間和時間上存在極端的對比，就可引起不舒適的視覺，或造成視功能下降，或同時產(chǎn)生這兩種效應(yīng)的現(xiàn)象。眩光是影響照明質(zhì)量的最重要因素。從眩光的作用來看：直射眩光：指光源發(fā)出的光線直接射入人眼；反射眩光：在具有光澤的墻面、桌子、鏡子等物面上反射的光刺入人眼。強烈的眩光會使室內(nèi)光線不和諧使人感到不舒適，嚴(yán)重時會覺得昏眩。第15頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一眩光按其效應(yīng)又可分為失能眩光：又稱為生理眩光，這種眩光會妨礙對物體的視看效果，使視功能下降，但它不一定引起不舒適。不舒適眩光又稱為心理眩光，這種眩光使人

8、不舒適，但它不一定妨礙對物體的視覺功能效果。眩光標(biāo)準(zhǔn)分類（眩光指數(shù)：預(yù)測和評定室內(nèi)工作環(huán)境不舒適眩光狀況的指標(biāo) ）眩光指數(shù)GI眩光標(biāo)準(zhǔn)分類10勉強感到有眩光16可以接受的眩光19眩光臨界值22不舒適的眩光28不能忍受的眩光第16頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一對眩光程度的感覺，有4種因素值得考慮（1）燈具亮度（2）房間長度和燈具安裝的高度（即距高比）（3）由平均水平照度表示的視適應(yīng)水平（4）燈具種類，如燈具側(cè)面是否發(fā)光等第17頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 6.配光曲線：配光曲線是用來描述某燈具或光源發(fā)射出的光在空間中的分布情況或狀態(tài)。它可以記

9、錄燈具的光通量、光源數(shù)量、功率、功率因數(shù)、燈具尺寸、燈具效率包括燈具制造商、型號的等信息。當(dāng)然最關(guān)鍵的還是記錄了燈具在各個方向上的光強。 配光曲線按照其對稱性質(zhì)通?？煞譃椋狠S向?qū)ΨQ、對稱和非對稱配光。第18頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一光強分布曲線 （配光角度） 1/10 Imax (美 IES); 1/2 Imax (歐 CIE) 第19頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 7.光束角：燈具的光束角主要是反映經(jīng)燈具反光罩反射后發(fā)出光斑的最大范圍，一般是同一平面上配光垂直中心光強的最大光強1/2處與二方向間的夾角，如圖所配光按照其光束角度通?？煞譃?/p>

10、：窄配光 ( 40) 寬配光 ( 40)。 第20頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 8.頻閃效應(yīng)：電感式熒光燈隨著電壓電流周期性變化，光通量也周期性地產(chǎn)生強弱變化，使人眼觀察物體時產(chǎn)生不舒服的感覺。9.發(fā)光效率()：發(fā)光效率是以其所發(fā)出的光通量除以其耗電 量所得的比值，單位：流明/瓦（lm/w）。所以對于使用時間較長之場所，如辦公室、走廊、酒店等，光源效率通常是一個重要的考慮因素。 第21頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 lm/W白熾燈10-15鹵素?zé)?5-25節(jié)能燈60-80熒光燈60-100汞燈55金鹵燈60-100鈉燈100-150低壓鈉燈

11、150-200光效 =光通量功率的輸入光通量(lm)功率(W) 第22頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一第23頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 10.光源壽命：又稱光源壽期。 通常用有效壽命和平均壽命兩個指標(biāo)表示： 全壽命：指的是光源從開始點燃到不能再啟動的時間總和。 有效壽命（經(jīng)濟壽命）：指燈開始點燃到燈的光通量衰減到額定光通量的某一百分比時所經(jīng)歷的點燈時數(shù)。一般這一百分比規(guī)定在70-80%。 平均壽命：指一組試驗樣燈，從點燃到其中的50%的燈失效時，所經(jīng)歷的點燈時數(shù)。 #壽命是評價電光源可靠性和質(zhì)量的主要技術(shù)參數(shù)，壽命長表明它的服務(wù)時間長，耐用

12、度高，節(jié)電大. #經(jīng)濟壽命也是有效壽命，當(dāng)光衰達到30%時，即已經(jīng)不是節(jié)能產(chǎn)品。失去了繼續(xù)利用的價值。 同時我們還得綜和考慮和光源有關(guān)電器的壽命，比如節(jié)能燈，無極燈，LED都需要電解電容，溫度升高10度，使用壽命縮短到原來的1/2。溫度65度下工作3000h，75度時壽命為1500h.第24頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一壽命對比 燈種光源壽命（h）光源經(jīng)濟壽命（h）電器壽命（h）綜合壽命（h）節(jié)能燈12000120001200012000無極燈無限120001200012000LED50000120001200012000第25頁，共38頁，2022年，5月20日，4

13、點13分，星期一三 光色特性指標(biāo)1.三基色2.色溫3.顯色性第26頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一1三基色：紅、綠、藍（稀土元素在紫外線照射下呈現(xiàn)的三種顏色）?？梢姽庾V中的大部分顏色可以由三種基本色光按不同的比例混合而成 。（紅綠藍光按69%：21%：10%混合純白光）第27頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一三基色光源的特點 1.燈光源發(fā)出的光為全色光。 所謂全色光,即光譜連續(xù)分布在人眼可見范圍內(nèi),視覺不易疲勞。 2.燈光光譜成分中應(yīng)沒有紫外光和紅外光。因為長期過多接受紫外線,不僅容易引起角膜炎,還會對晶狀體、視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜等造成傷害。紅外線極易被

14、水吸收，過多的紅外線經(jīng)過人眼晶狀體聚集時即被大量吸收，久而久之晶狀體會發(fā)生變性，導(dǎo)致白內(nèi)障。 3.光的色溫應(yīng)貼近自然光。色溫是用溫度表示光的顏色的一種量化指標(biāo),因為人們長期在自然光下生活,人眼對自然光適應(yīng)性強，視覺效果好。試驗證明：自然光條件下的視覺對比靈敏度高于人工光520以上。 4.燈光為無頻閃光。頻閃光是發(fā)光時出現(xiàn)一定頻率的亮暗交替變化。普通日光燈的供電頻率為50赫茲，表示發(fā)光時每秒亮暗100次，屬于低頻率的頻閃光，會使人眼的調(diào)節(jié)器官，如睫狀肌、瞳孔括約肌等處于緊張的調(diào)節(jié)狀態(tài)，導(dǎo)致視覺疲勞，從而加速青少年近視。如果發(fā)光時的供電頻率提高到數(shù)百赫茲以上，或成直流供電，人眼即不會有頻閃感覺，也

15、不會造成視力傷害，這種光稱為無頻閃光。具備以上四個方面的光才是優(yōu)質(zhì)光源。第28頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一2.色溫（CT）：以絕對溫度開爾文（K）來表示，即將一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，溫度升高到到一定程度時顏色開始由深紅淺紅-橙紅-白-藍，逐步改變，當(dāng)光源與黑體的顏色相同時，我們將黑體絕對溫度稱為該光源之色溫。第29頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 光源類型 色溫數(shù)值（K） 標(biāo)準(zhǔn)燭光 1930 鎢絲燈 2760-2900 熒光燈 3000 閃光燈 3800 中午陽光 5400 藍天 12000-18000第30頁，共38頁，2022年，5月20日，4點

16、13分，星期一色溫光色氣氛效果大于5000K清涼（帶藍的白色）清冷的感覺三基色熒光燈水銀燈3300-5000K左右中間（接近自然光）無明顯視覺心理效果三基色熒光燈金鹵燈小于3300K溫暖（帶桔花的白色）溫暖的感覺白熾燈石英鹵素?zé)舻?1頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一不同的色溫，照明相同展品時，視覺效果完全不同低色溫?zé)舯呱珳責(zé)舯?2頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 3顯色性：即光源射到物體上，呈現(xiàn)物體顏色的程度。顯色性越高，則光源對顏色的表現(xiàn)較好，我們見到的顏色也越接近自然色。（通常也叫做顯色指數(shù)（Ra），國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數(shù)定

17、為Ra=100，各類光源的顯色指數(shù)各不相同。）忠實顯色：能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使用顯色指數(shù)(Ra)高的光源，其數(shù)值接近100，顯色性最好。 效果顯色：要鮮明地強調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色的方法來加強顯色效果。采用低色溫光源照射，能使紅色更加鮮艷；采用中等色溫光源照射，使藍色具有清涼感；采用高色溫光源照射，使物體有冷的感覺。第33頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一顯色指數(shù)的理解第34頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一常用光源的顯色指數(shù)光源 顯色指數(shù)（Ra）白熾燈 99-100鹵鎢燈 99-100日光色熒光燈 80-94暖白色熒光燈 80-

18、90白色熒光燈 75-85金屬鹵化物燈 60-65高壓鈉燈 20-30高壓汞燈 30-40第35頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 注：色溫高不等于顯色指數(shù)高，顯色指數(shù)高也不等于色溫高。指數(shù)（Ra） 等級 顯色性 一般應(yīng)用 90-100 1A 優(yōu)良 需要色彩精確對比的場所（電視轉(zhuǎn)播）80-89 1B 需要色彩正確判斷的場所60-79 2 普通 需要中等顯色性的場所40-59 3 對顯色性的要求較低，色差較小的場所20-39 4 較差 對顯色性無具體要求的場所（道路）第36頁，共38頁，2022年，5月20日，4點13分，星期一 光 效色 溫顯色指數(shù)壽 命白熾燈 / 鹵鎢燈10 20 lm