LED路燈的配光設計

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

Agenda

Page1概述52理論分析83LED路燈的配光設計124場景仿真與分析235結論282目前二頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點常用道路照明標準1.概述ANSI/IESNARP-8-00CIE140/EN13201CJJ453目前三頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點Averageluminance（Lav）Luminanceuniformity（U0）Longitudinaluniformityofluminance（UL）ThresholdIncrement（TI）SurroundRatio（SR）1.概述主要評價參數(shù)ANSI/IESNARP-8-00標準CIE140/EN13201標準照明軟件中的評價參數(shù)4目前四頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點1.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；

亮度不均勻，

斑馬效應，視覺疲勞。5目前五頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點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\總數(shù)二十七頁\編于十四點視錐細胞：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。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。人眼結構和視網(wǎng)膜的細胞眼球結構視網(wǎng)膜結構2.理論分析7目前七頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點2.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（Uo）對視覺功能的影響，實驗結果如下圖：CIE顯示能力曲線8目前八頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點2.理論分析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。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θ以度為單位時K=10能見度公式:光幕眩光9目前九頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點視覺分辨對環(huán)境比的要求2.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（比方突然有人從側面沖出來）。需要有一定的環(huán)境比（SR）。AreaAAreaB5m5mSR=Eav-B/Eav-A10目前十頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點3.LED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\總數(shù)二十七頁\編于十四點3.LED路燈的配光設計LED路燈配光設計的標準要求美標TypeI~V歐標ME1~ME6國標I~III級道路照明要求

12目前十二頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點道路照明的評價區(qū)域3.LED路燈的配光設計采樣點位于車道中心線forS≤30m,N=10forS>30m,D≤3m13目前十三頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點LED路燈配光設計的亮度計算3.LED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算路面亮度分布較困難，通常先計算路面照度，再乘上道路材質(zhì)的簡化亮度系數(shù)R-table。14目前十四頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點3.LED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15目前十五頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點LED路燈配光的設計要點3.LED路燈的配光設計OSRAMHPML系列路燈的配光設計：沿車道方向為對稱式配光

垂直車道方向做偏光設計16目前十六頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點3.LED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)均勻性：配光不宜設計成“蝙蝠翼”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。截光設計路燈截光√×√×√×斜射光線具有較高的亮化系數(shù)17目前十七頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點截光要求可以參照下表：3.LED路燈的配光設計18目前十八頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點3.LED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，加強遠側光強，降低近側光強。

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SR≥0.5。19目前十九頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點3.LED路燈的配光設計設計案例：20目前二十頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點3.LED路燈的配光設計設計案例：21目前二十一頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點4.場景仿真與分析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，設計了窄、寬兩種配光組合。22目前二十二頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點4.場景仿真與分析對ME1~ME5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。23目前二十三頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點4.場景仿真與分析

24目前二十四頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點4.場景仿真與分析下圖是OSRAM針對歐洲的BSEN13201-2標準中常用的ME1~ME5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。SRAMHPML系列路燈25目前二十五頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點4.場景仿真與分析OSRAMHPML系列路燈實際安裝效果26目前二十六頁\總數(shù)二十七頁\編于十四點5.結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。行車方向接近于三角形（扇形）截面，垂直于道路方向做偏