一,、光源的表征
1.照明設(shè)計(jì)及配光曲線
隨著照明行業(yè)的發(fā)展,照明設(shè)計(jì)軟件已經(jīng)發(fā)展成為照明設(shè)計(jì)的主要工具,,照明軟件使用的文件通常都是燈具的配光曲線文件,,因此燈具的配光曲線就必須采用標(biāo)準(zhǔn)的電子文檔格式書寫,以便能夠被各種照明應(yīng)用軟件讀取和編輯,,目前在世界范圍內(nèi)廣泛被應(yīng)用的是北美的IES文件和歐洲的LDT文件,,測(cè)量燈具的配光曲線和輸出這兩類文件也因此變得非常的普遍和重要。
如上圖在模擬軟件中導(dǎo)入IES文件,,很容易得到燈具的模型,,對(duì)照明設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的方便
配光曲線是指光源在空間各個(gè)方向的光強(qiáng)分布,有坐標(biāo)和直角坐標(biāo)等表示方法,,如上圖,,通常用坐標(biāo)表示。得到燈具的配光曲線,,用軟件就能得到燈具在空間的光分布,,對(duì)照明設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)。
照明是利用各種光源照亮工作和生活場(chǎng)所或個(gè)別物體的措施,,照明的首要目的是創(chuàng)造良好的可見度和舒適愉快的照明環(huán)境,。要實(shí)現(xiàn)良好的可見度和舒適愉快的照明環(huán)境并不是一件簡(jiǎn)單的事,生活中我們經(jīng)常會(huì)遇到一些照明設(shè)計(jì)讓我們的眼睛感覺不舒服的情況,。
圖中左邊燈光直接照射人眼,,會(huì)使人眼感覺不適;右側(cè)燈光照射到工作區(qū),,光線反射到人眼,,工作區(qū)可見度高,人眼也舒適,。
當(dāng)照明設(shè)計(jì)師有燈具的準(zhǔn)確配光曲線時(shí),,就能避免產(chǎn)生上述照明設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的不當(dāng)設(shè)計(jì)。
2,、光源的色彩還原及能效
在實(shí)際照明應(yīng)用中,,我們除了要知道燈具光的空間分布,我們還關(guān)心燈具發(fā)出光的顯色品質(zhì),。生活中我們經(jīng)常遇到不同的東西在不同的照明光下,,顯示出的顏色會(huì)有差異,,這是因?yàn)椴煌臒麸@色指數(shù)不一樣。當(dāng)你在金銀珠寶店選擇喜歡的首飾時(shí),,店里的鉆石珠寶永遠(yuǎn)晶瑩剔透,,黃金鉑金戒子總是絢麗奪目,而當(dāng)你買回家后,,卻發(fā)現(xiàn)沒有店里那么漂亮,。同理的還有我們?cè)诔匈I青菜,肉類時(shí),,看起來(lái)很新鮮,,回家看卻并非如此。這是商家有意用燈光來(lái)使得產(chǎn)品看起來(lái)更亮麗,,從而提升顧客的購(gòu)買欲,,這種燈也只能用在特定的環(huán)境,回到現(xiàn)實(shí)生活中來(lái),,我們需要恰恰是能真實(shí)顯現(xiàn)物體原本顏色的光源,。
自然界的物體顏色是在太陽(yáng)光照明下所表現(xiàn)出來(lái)的,,人眼顏色視覺也是在自然環(huán)境中進(jìn)化形成的,,因此我們通常認(rèn)為太陽(yáng)光照射下,物體顯示出的顏色是“真實(shí)”的顏色,。實(shí)踐中,,人們也會(huì)選取一些光譜接近太陽(yáng)光的燈做標(biāo)準(zhǔn)燈參考,比如CIE開始用于表征光源顯色性的CRI,,用的是標(biāo)準(zhǔn)D光源(5000K色溫)作為標(biāo)準(zhǔn),,Ra=100,并選取8種非飽和色和4種飽和色以及白種人膚色,、黃種人膚色和樹葉綠共計(jì)15種樣品作為參考,,但是在計(jì)算的時(shí)候,只采用了前八種非飽和色來(lái)計(jì)算光源的Ra,。
隨著照明的發(fā)展,,NIST意識(shí)到用CRI表示光源顯色性的不足,從而引出了CQS光色品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),,CQS是采用的十五種飽和色來(lái)做參考標(biāo)準(zhǔn),,并且使用了新的計(jì)算公式,在保留了CRI優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),,對(duì)于光源的顯色品質(zhì)表征更為準(zhǔn)確,。除此之外還有北美照明協(xié)會(huì)的TM-30-15顯色標(biāo)準(zhǔn)。
上述所提到的三種光源顯色質(zhì)量表征的標(biāo)準(zhǔn),,都是致力于提高照明光源的色彩還原,,使我們看到的物體顏色更真實(shí),。
除了色彩還原,人們還關(guān)注產(chǎn)品的能效,,也即是光源的光效,,光效是指光通量與電功率的比值,簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是消耗單位功率的電能,,產(chǎn)生了多少光通量,,這個(gè)值越高,說(shuō)明達(dá)到相同的光通量時(shí),,消耗的電能越少,,也就是越節(jié)能。
光效是通過(guò)測(cè)量光通量和燈具的功率,,比值即是光效,。
二、光源測(cè)量解決方案
Viso Systems于2005年成立于丹麥,,主要為照明市場(chǎng)提供高質(zhì)量和高精度的創(chuàng)新控制和測(cè)量技術(shù)方案,。主要產(chǎn)品是通用型分布光度計(jì),Viso的分布光度計(jì)具有系統(tǒng)精簡(jiǎn),、測(cè)量速度快,、集成度高等特點(diǎn),系統(tǒng)涵蓋大,、中,、小燈具的測(cè)量,在歐美地區(qū)使用非常的廣泛,。同時(shí)Viso在照明動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)解決方案的硬件和軟件開發(fā)方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn),。
先鋒科技(香港)股份有限公司,是Viso Systems在中國(guó)大陸的代理商,,負(fù)責(zé)大陸地區(qū)的銷售和推廣,,將的產(chǎn)品帶給中國(guó)客戶。
測(cè)量配光曲線需要借助兩軸測(cè)角儀和光譜儀來(lái)實(shí)現(xiàn),,在測(cè)量的時(shí)候,,測(cè)角儀獲取燈具的旋轉(zhuǎn)角,光譜儀獲取即時(shí)角度的光強(qiáng)信息和光譜信息,。
Viso Systems 通用分布光度計(jì)測(cè)量系統(tǒng):
LabSpion
LabSpion正面圖 LabSpion系統(tǒng)整體圖
測(cè)量項(xiàng)目:
? 光通量
? 峰值光強(qiáng)
? 色溫
? 顯色指數(shù)(CRI)&光色品質(zhì)指數(shù)(CQS)&TM-30
? 光束角
? 配光曲線(可輸出IES,、LDT、PDF文件)
? 功率
? 功率因素
? 光效
LabSpion是Viso Systems系列里面向大尺寸燈具的一款產(chǎn)品,,可測(cè)量直徑1.5m,、重量25kg以內(nèi)的大型燈具的配光曲線。
系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn):
? 系統(tǒng)精簡(jiǎn),、體積小,、安裝空間小
相較于傳統(tǒng)的分布式光度計(jì)的笨重和大體積,,LabSpion擁有非常精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)和較小的體積,非常的節(jié)省放置空間,。測(cè)角儀機(jī)構(gòu)部分到背景墻的距離只需要0.5m,,光譜儀距離燈具的距離是燈具光源部分(而不是物理尺寸)直徑的8-10倍。
建議的小房間
如上表可以看到,,安裝尺寸相較于傳統(tǒng)分布光度計(jì)小很多,,高度上, 單層樓(通常3m高)的高度就夠了,,寬度2m就足夠了,。而且暗室設(shè)計(jì)只需要將兩軸測(cè)角儀的部分覆蓋即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。
? 測(cè)量速度快
要得到光源的配光曲線,,隨著二軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn),,光譜儀要不停的測(cè)量,光譜儀的測(cè)量速度決定了測(cè)量系統(tǒng)的效率,,傳統(tǒng)的分布式光度計(jì),,測(cè)量一個(gè)完整面(兩個(gè)C面)的時(shí)間約為8min。Viso系統(tǒng)由于采用了快速光譜儀,,測(cè)量一個(gè)面只需要30s,,測(cè)量速度是傳統(tǒng)分布式光度計(jì)的16倍,大大的提高了測(cè)量效率,。
? 不需要嚴(yán)格的暗室
通常在進(jìn)行光測(cè)量時(shí),,需要一個(gè)*黑暗的房間,。 但是對(duì)于LabSpion來(lái)說(shuō),,整個(gè)房間并不是必須的,因?yàn)閭鞲衅魇褂昧艘粋€(gè)特殊的方向傳感器,,這意味著只有測(cè)角儀區(qū)域黑暗就足夠了,。如下右圖所示,光譜儀傳感器方向性(25°開口)非常強(qiáng),,基本上只有燈具一側(cè)的背景墻壁的反光會(huì)影響測(cè)量,。因此,LabSpion能做到只需要測(cè)角儀光源部分所在的區(qū)域是暗室就能的完成測(cè)量,,暗室的墻壁可以刷黑漆,,也可以用黑色的褶皺窗簾,這對(duì)于傳統(tǒng)分布式光度計(jì)是革命性的,,客戶可以省去大筆建造暗室的費(fèi)用,。
LabSpion甚至可以在房間長(zhǎng)度不夠的情況下,將光譜儀sensor這部分移到房間門外面,,如下圖所示(注:如果房間外不是暗環(huán)境,,則需要使用環(huán)境光校準(zhǔn)功能,,來(lái)消除環(huán)境光的影響)
? 測(cè)量項(xiàng)目多
上文中我們介紹了LabSpion可以測(cè)量的項(xiàng)目,單就分布式光度計(jì),,很多系統(tǒng)就只是單純的測(cè)量配光曲線,,而總的光通量、主波長(zhǎng),、CRI,、光效這些沒辦法測(cè)量,LabSpion集合了分布式光度計(jì)和積分球&光譜儀系統(tǒng)的功能,,同時(shí)還集成了功率計(jì),,可以測(cè)量功率和分析功率因子。另外還集成了激光測(cè)距,、對(duì)位功能,。
軟件主界面各種測(cè)量項(xiàng)目
? 測(cè)試報(bào)告可聯(lián)網(wǎng)追溯
為了滿足測(cè)試數(shù)據(jù)的追溯要求,Labspion的生產(chǎn)商Viso發(fā)布了一項(xiàng)名為“測(cè)量跟蹤”的新功能,。測(cè)量跟蹤為每個(gè)測(cè)量提供Viso跟蹤服務(wù)器驗(yàn)證的跟蹤編號(hào),。然后將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在Viso的跟蹤服務(wù)器上,包括測(cè)量的日期,,時(shí)間和位置,。
根據(jù)跟蹤編號(hào)查詢的網(wǎng)頁(yè)截圖
只需要在測(cè)試的時(shí)候,保持電腦聯(lián)網(wǎng),,軟件中勾選追蹤功能,,測(cè)試完成后就會(huì)生成一個(gè)追蹤編號(hào)(下圖搜索框中),通過(guò)編號(hào)即可到Viso站查詢?cè)紨?shù)據(jù)和修正數(shù)據(jù),。點(diǎn)擊圖中紅色虛線框中的深灰色按鈕,,即可下載相應(yīng)的文件。
面向中小型燈具的型號(hào)
為了適配不同尺寸燈具的測(cè)量,,除了Labspion,,Viso Systems還推出了面向中、小尺寸光源的測(cè)試系統(tǒng)BaseSpion以及LightSpion,。
BaseSpion(實(shí)驗(yàn)室桌面級(jí))
BaseSpion整體圖
BaseSpion 是面向中型燈具的測(cè)量系統(tǒng),,同時(shí)也是一款專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室桌面式測(cè)量系統(tǒng),系統(tǒng)尺寸在205-360*56*55cm(底座為滑動(dòng)導(dǎo)軌),,可以測(cè)量直徑<56cm,、重量<9kg、功率<300W的中型燈具,。功能和優(yōu)點(diǎn)上和Labspion保持一致,,如果你想在中型研發(fā)實(shí)驗(yàn)室快速的測(cè)量一款燈具配光信息,BaseSpion將*,。
LightSpion(手提式)
Viso Systems的產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)可以說(shuō)非常的突出,,大型燈具測(cè)量系統(tǒng)Labspion將傳統(tǒng)的暗室革命掉了,,BaseSpion使得將分布式光度計(jì)搬到中型實(shí)驗(yàn)室成為了可能,而下面將要登場(chǎng)的這款產(chǎn)品LightSpion,,將分布式光度計(jì)裝進(jìn)了20寸的行李箱,。
LightSpion
LightSpion是市面上一款包含了光譜儀傳感器和內(nèi)置功率分析儀的便攜式系統(tǒng),這種輕巧的專業(yè)測(cè)量解決方案可以輕松隨身攜帶,。不帶拓展的情況下,,LightSpion能測(cè)量直徑8cm以內(nèi)的小燈具,LightSpion 還能測(cè)量線性光源的,。
便攜的系統(tǒng),、輕便的重量、可以在實(shí)驗(yàn)室或暗室外使用,、系統(tǒng)里還包含一個(gè)參考燈,,這些優(yōu)勢(shì)使得LightSpion成為采購(gòu)人員現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、銷售人員現(xiàn)場(chǎng)展示的工具,。
當(dāng)然如果你的產(chǎn)品是<8cm的小燈具,,你想放在實(shí)驗(yàn)室使用,這款產(chǎn)品也是適合你的,。Viso除了考慮到便攜外,,還為小燈具廠家量身定制了拓展部分,LightSpion搭配拓展導(dǎo)軌旋轉(zhuǎn)軸后,,測(cè)量燈具的大尺寸可以從8cm擴(kuò)大到22cm,,這個(gè)尺寸對(duì)于小型燈具廠家來(lái)說(shuō)也是*夠用的。
LightSpion Extender
三,、與傳統(tǒng)分布光度計(jì)對(duì)比
設(shè)備測(cè)試項(xiàng)目對(duì)比
測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比
案例1 Viso對(duì)比國(guó)內(nèi)大型舞臺(tái)的廠商積分球數(shù)據(jù)對(duì)比
客戶數(shù)據(jù)
Viso測(cè)試數(shù)據(jù)
對(duì)比數(shù)據(jù)偏差大在2%,,在正常的精度范圍內(nèi)。
案例二 Viso對(duì)比國(guó)內(nèi)大型COB芯片廠商,,不同角度光度數(shù)據(jù)
由于不同角度的光度數(shù)據(jù)量較大,,直接看數(shù)據(jù)也不夠直觀,,因此作如下圖,,取0-80°的CIE1976色坐標(biāo)(u’和v’)的變化作圖(與0°的對(duì)比),其中藍(lán)色曲線DK為丹麥Viso數(shù)據(jù),,紫色CHN為國(guó)內(nèi)客戶在華南某計(jì)量院測(cè)試數(shù)據(jù),。由下圖可以看出,Viso與傳統(tǒng)分布光度計(jì)測(cè)試的趨勢(shì)*吻合,。另外,,COB從中心位置到邊緣的,越到邊緣的變化應(yīng)該是越大的,,因此色坐標(biāo)的變化曲線也是應(yīng)該是越陡(斜率越大),,從圖中可以看出Viso的數(shù)據(jù)更加的符合這種客觀變化,。
結(jié)論:從上述兩個(gè)案例可以看出,Viso分布光度計(jì),,結(jié)合了傳統(tǒng)分布光度計(jì)和積分球&光譜儀系統(tǒng)的的功能,,并且在測(cè)試結(jié)果上:
1) 光譜測(cè)試方面,與傳統(tǒng)積分球&光譜儀高度吻合,;
2) 不同角度的數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)分布光度計(jì)高度吻合
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
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