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配光曲线小百科,灯具厂家和设计师必看!
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配光曲线小百科,灯具厂家和设计师必看!

灯具是人们日常生活中不可或缺的重要物品。良好的外观设计可以创造出灯具悦目的外观,而好的配光便赋予了灯具核心的灵魂, 但是却很少有人知道灯具配光曲线到底是啥?下面我们来深入了解配光曲线的秘密。

用一张图片清楚描述光的形状,强度,方向。

科学准确地描述光的分布的方法——配光曲线!


一、常见的配光的表示方法

1. 圆锥图   

如红线标出的第一行,其意为照到 h=1 米远的地方的光斑直径 d=25 厘米,平均照度 Em=16160lx,最大照度 Emax=24000lx。
左侧是数据,右侧是直观图,即模拟画出了一个光斑,数据全部在图上已知,我们只需了解字母的含义即可读懂。


2. 等角度光强曲线图  

路灯的光往往分得很开,所以往往用等角度光强曲线图描述。同时,以不同颜色的曲线表示不同照度,同样很直观。

3. 等照度分布     


红点表示灯所在的位置,三角处即表示离灯 0.6 米处照度为 50 lx。
路灯往往只需要往地面照,不用管其分布,直接运用照度分布图来进行控光设计即可。
以上效果图的表示方法都很直观,设计师不需要进行计算,直接将图上的数据读出即可。


4. 极坐标配光曲线    

首先,铺垫一些数学基础:
极坐标系,以角度和圈圈构成,圈圈表示离原点的距离。
由于灯大多是往下照的,极坐标配光一般把下方作为起始 0°
接下来看一个小蚂蚁拉皮筋的例子~
首先,不同力量的小蚂蚁拖着皮筋玩不同的方向爬,有力气的爬得远,没力气的爬不远。

然后,把小蚂蚁停下的位置连线画起来。

就得到了蚂蚁力量的分布曲线。
从图上可以读出 0° 方向的蚂蚁力量为 3,30° 方向的蚂蚁力量约为 1.4。

同样,光也有力量——光强

把不同方向的光强描述点连起来,得到——光的“力量分布”曲线。
此即光强分布曲线,怎么样,这波比喻给几分~
光不同于小蚂蚁,光不会停下来,但是可以测得光的强度。
光强用曲线离原点的距离表示,其在极坐标下的角度即为光的方向。

光强分布曲线——配光曲线


典型灯具的配光曲线:

(1)筒灯,圆形曲线,向下光强最大,偏一点暗一点,偏过90°后一点光都看不到了。
(2)射灯,从正下方起偏移一点角度光减小得更快,偏离30°后就几乎没有光了。光只集中在很小的范围里。
而当曲线很窄很细看不清的时候,我们往往转换到直角坐标系下观测。

5. 直角坐标配光曲线     

直角坐标可以调节坐标轴间隔,放大曲线的某一个局部,有助于更清晰地看细节。
比较窄的聚光束常用直角坐标系描述。
极坐标真实还原光的分布,直角坐标可以起到放大效果。

二、解读配光曲线

1、配光曲线是什么?反映灯具发光强度在整个空间分布情况的曲线图
2、配光曲线按对称性质可分为:轴向对称,对称,非对称。 
(1)轴对称(旋转对称)——各个方向一致,一根曲线就可以描述。
(2)对称——各个方向不一致,前后或左右一致。
通常红线(或实线)表示 0°/180° 方向,蓝线(或虚线)表示 90°/270° 方向。
90°/270° 表示顺光源方向,0°/180° 表示与光源垂直方向。
仰俯角度(光源方向改变),横向滚动(以光源为轴转动)
借助下图小教具可以帮助理解以上概念。

以线性荧光灯的配光曲线为例:
三、配光曲线的作用

1. 描述光强大小   
有了配光曲线就不再需要示意图了,从配光曲线是上可以直观的看到光强的大小:离原点近即表示光强小,很直观。

2. 描述光强分布   
左上角的图即为路灯的配光曲线,两边较宽可以照到很远的范围。
左下角的长条光则多用于洗墙作用。

3. 获取光学参数信息  

4. 计算照度(点照度计算法) 
5. 读取光束角  

如何读取光束角?

第一步:找到最大光强值
第二步:找到最大光强的一半的位置
第三步:在最大光强一半处读取角度1
第四步:从另一半读出角度2
第五步:两个角度相加


直角坐标系下方法相同。
为什么是 1/2 处呢?这取决于欧标(CIE)还是美标(IES)。欧标与美标不同,美标取十分之一,通常美标下的光束角较大一些。中国默认用欧标更多,所以在标注光束角时需要标注 beam angle 还是 field angle。
读出的这些数据有什么用呢?
而对于美国人,懒得说角度,习惯用型号来进行区分,形象易懂(如下图)。Type1 表示往前不伸,只往两边伸。Type5 表示旋转对称的光源。
当然,这种表示方式也存在缺陷,它只是离散的5种类型,对于介于两种中间的情况无法精确描述,所以只能定性表示。

四、配光曲线是怎么画出来的?

其实,配光曲线不是画出来的而是测出来的。
以下是四种典型的光度计,图上标出的人的高度作为光度计体积的参考。


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