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浅谈LED照明的防眩控光材料

03

现阶段光学方案概述

配光是照明永恒的主题。灯具的本质是保护光源,对光进行重新分配的器具。合理的配光是灯具的生命线。

3.1 二次配光光学需求

如图二,光在封装层级的整合叫做一次光学设计,其重点任务是提高光的引出效率,提高光斑初始质量,避免色散黄斑等缺陷。不作重点阐述。

LED出光根据应用场合重新分配叫做二次光学设计,也是常规意义上的灯具光学方案设计。

图二

从原理上,其主要任务如下:1. 发散,把光线扩散到更广的角度,手法既有结构折射,亦可利用扩散材料,如图三。

图三

2. 聚焦,把宽的光线聚合成更窄的光线,如图四。

图四

3. 特殊分配,把光线转变为特殊分布的光线,如图五。

图五

4. 导光,利用全反射把光引导到需要得地方,如光纤,导光板。

5. 光回收,针对于透明材料,光学效率=透过光通量/总光通,反射率+吸收率+透光率=100%,基于3MM厚的透明板材吸收部分占比非常少,见图6,因此好的光学回收系统可以极大提升系统光效。目前主要的手法有,透镜与LED之间填充透明硅胶屏蔽空气消除全反射;材料表面镀增透膜减少反射,但由于膜的寿命及价格应用不广,利用高反射膜将反射回来的光收集后再投射出去,使用时需注意避免回收光破坏光品质。

图六

6. 防眩处理,工业照明和公共建筑常用房间或场所的不舒适眩光,应采用统一眩光值(UGR)来评价,其评判标准见表一。对于大发光面灯具如面板灯,线条灯应采用可抑制大角度光线的板材来实现,目前国内领先的材料厂家是中蓝光电。

表一

对于,小发光面的灯具亦可采用以上方式,具有灯具与天花融合更好的优势,但更极致的处理方式是合理设置遮光角,一般要求大于30度。遮光角(shielding angle)指光源最边缘一点与灯具开口边缘的连线与水平线之间的夹角。

对于室外灯具,如路灯则应采用GR限值及TI限值来评估,优化主要依靠透镜设计,地埋灯,洗墙灯则采取遮光板,蜂窝板的方式来屏蔽人眼直视出光面。

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