LED路燈的配光設(shè)計(jì)

LED路燈的配光設(shè)計(jì)Robin.Huang|16133|GLDLUMAP目前一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)

Agenda

Page1概述52理論分析83LED路燈的配光設(shè)計(jì)124場(chǎng)景仿真與分析235結(jié)論282目前二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)常用道路照明標(biāo)準(zhǔn)1.概述ANSI/IESNARP-8-00CIE140/EN13201CJJ453目前三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)Averageluminance（Lav）Luminanceuniformity（U0）Longitudinaluniformityofluminance（UL）ThresholdIncrement（TI）SurroundRatio（SR）1.概述主要評(píng)價(jià)參數(shù)ANSI/IESNARP-8-00標(biāo)準(zhǔn)CIE140/EN13201標(biāo)準(zhǔn)照明軟件中的評(píng)價(jià)參數(shù)4目前四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)1.概述

照度均勻的“蝙蝠翼”型配光

斑馬效應(yīng)早期的路燈配光設(shè)計(jì)成“蝙蝠翼”型:照度均勻性好；

亮度不均勻，

斑馬效應(yīng)，視覺(jué)疲勞。5目前五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.理論分析駕駛員眼睛注視區(qū)域位于前方60~160m的路面，路面的反射光形成一個(gè)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：

VL——能見度

Lb——背景亮度Lo——障礙物亮度ΔLmin——亮度差辨別閾值能見度注視區(qū)域6目前六頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)視錐細(xì)胞：主要集中于眼球中央，每個(gè)細(xì)胞接一個(gè)神經(jīng)元，對(duì)顏色敏感，明視覺(jué)下

起主要作用。視桿細(xì)胞：分布于范圍較廣，多個(gè)細(xì)胞連接一個(gè)神經(jīng)元，對(duì)顏色不敏感，暗視覺(jué)下

起主要作用。人眼結(jié)構(gòu)和視網(wǎng)膜的細(xì)胞眼球結(jié)構(gòu)視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)2.理論分析7目前七頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.理論分析國(guó)際照明委員會(huì)CIE采用顯示能力RP(即看到路面上設(shè)定障礙物的概率)來(lái)研究路面平均亮度（Lav）與均勻度（Uo）對(duì)視覺(jué)功能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖：CIE顯示能力曲線8目前八頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)2.理論分析視覺(jué)分辨對(duì)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(duì)視覺(jué)的影響，恢復(fù)物體能見度，需要提高的路面亮度百分比叫閾值增量TI。Lv——等效光幕亮度Lav——路面平均亮度Eeye——眩光源垂直人眼視線上的照度θ——視線與眩光源入射光線夾角K——比例常數(shù),當(dāng)θ以度為單位時(shí)K=10能見度公式:光幕眩光9目前九頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)視覺(jué)分辨對(duì)環(huán)境比的要求2.理論分析在道路照明設(shè)計(jì)中，為了防止車道很亮，但人行道很暗，不利于司機(jī)觀察路邊的環(huán)境，有潛在的危險(xiǎn)（比方突然有人從側(cè)面沖出來(lái)）。需要有一定的環(huán)境比（SR）。AreaAAreaB5m5mSR=Eav-B/Eav-A10目前十頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)LED路燈的配光設(shè)計(jì)中均需要充分考慮（基于人眼的視覺(jué)分辨）：道路照明的亮度均勻性眩光環(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11目前十一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)LED路燈配光設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求美標(biāo)TypeI~V歐標(biāo)ME1~ME6國(guó)標(biāo)I~III級(jí)道路照明要求

12目前十二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)道路照明的評(píng)價(jià)區(qū)域3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)位于車道中心線forS≤30m,N=10forS>30m,D≤3m13目前十三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)LED路燈配光設(shè)計(jì)的亮度計(jì)算3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)路面亮度計(jì)算需要充分考慮：燈具、觀察點(diǎn)、人之間的相對(duì)方位路面的材質(zhì)燈具的配光分布路燈之間的照明疊加直接計(jì)算路面亮度分布較困難，通常先計(jì)算路面照度，再乘上道路材質(zhì)的簡(jiǎn)化亮度系數(shù)R-table。14目前十四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)CIE144-2001公布的路面材質(zhì)的簡(jiǎn)化亮度系數(shù)表：R-tableR3（瀝青）路面C1（水泥）路面15目前十五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)LED路燈配光的設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)OSRAMHPML系列路燈的配光設(shè)計(jì)：沿車道方向?yàn)閷?duì)稱式配光

垂直車道方向做偏光設(shè)計(jì)16目前十六頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)沿車道方向的配光設(shè)計(jì)需要充分考慮：節(jié)能：配光擴(kuò)展角要足夠大，充分利用斜射光線的高亮化系數(shù)均勻性：配光不宜設(shè)計(jì)成“蝙蝠翼”型，光強(qiáng)分布與亮化系數(shù)

的疊加會(huì)擴(kuò)大路面的亮度差異，導(dǎo)致斑馬效應(yīng)。截光設(shè)計(jì)路燈截光√×√×√×斜射光線具有較高的亮化系數(shù)17目前十七頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)截光要求可以參照下表：3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)18目前十八頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)垂直車道方向的配光設(shè)計(jì)需要充分考慮：偏光設(shè)計(jì)：根據(jù)道寬做匹配的非對(duì)稱配光，加強(qiáng)遠(yuǎn)側(cè)光強(qiáng)，降低近側(cè)光強(qiáng)。

道路越寬，偏光補(bǔ)償越大。路面材質(zhì)：對(duì)于柏油路面，垂直車道方向的偏光補(bǔ)償程度要小于水泥路面。環(huán)境比：分配適當(dāng)比例的光線照明道路周邊，使SR≥0.5。19目前十九頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)案例：20目前二十頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)3.LED路燈的配光設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)案例：21目前二十一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)4.場(chǎng)景仿真與分析ME3~ME5配光曲線ME1~ME2配光曲線為了涵蓋不同的道路況及安裝條件，設(shè)計(jì)了窄、寬兩種配光組合。22目前二十二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)4.場(chǎng)景仿真與分析對(duì)ME1~ME5的各種不同的路燈安裝條件進(jìn)行仿真，使設(shè)計(jì)有更大的容差。23目前二十三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)4.場(chǎng)景仿真與分析

24目前二十四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)4.場(chǎng)景仿真與分析下圖是OSRAM針對(duì)歐洲的BSEN13201-2標(biāo)準(zhǔn)中常用的ME1~ME5道路照明要求，根據(jù)前面分析的方法設(shè)計(jì)的HPMSL系列路燈及配光。SRAMHPML系列路燈25目前二十五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)4.場(chǎng)景仿真與分析OSRAMHPML系列路燈實(shí)際安裝效果26目前二十六頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)5.結(jié)論通過(guò)分析可以看出LED路燈的配光設(shè)計(jì)需要從人眼視覺(jué)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。行車方向接近于三角形（扇形）截面，垂直于道路方向做偏