LED 光源灯具光通量的测量不确定度因素分析
魏飞雄
（国家摩托车质量监督检验中心 西安 2012）
[摘 要]：分析了LED 光源灯具光通量测量的影响因素，使用数学模型对测量不确定度进行评定，计算出A 类、B 类不确定度，经过合成，得到在一定的置信区间下的扩展不确定度。 [关键词]：LED 光源灯具；光通量；积分球系统；测量不确定度 前言
随着LED 光源照明产品的广泛应用和政府大力推广，人们对于LED 光源产品质量要求和能效的关注程度在逐步提高。光通量的检测结果是影响LED 光源产品能效质量的必要因素，因此光通量测量的准确性显得尤为重要，而测量结果都不可避免地具有不确定度，测量不确定度是评估测量结果正确性的关键指标。检测系统的测量不确定度对检测结果的影响越来越受重视，对检测实验室的要求不断增加。虽然检测实验室使用的单个仪器和设备都分别依据相应的法定检定规程要求进行了检定或校准，但由多台或多种计量仪器设备组成的测量系统总体的测量不确定度对测量结果有一定的影响，并且这种误差被实验室审核体系日益重视。
本文介绍对E27型LED 光源球泡灯进行一致性检验时，使用积分球系统对光通量的测量不确定度的评定。根据评定要求对样品进行5次检测，通过提高测量不确定度评定时的样本量，以降低随机误差造成的A 类标准不确定度的偏差;另外，测量不确定度来源的分析是以本次试验条件下的人员、设备、标准、环境为依据，可能因分析因素不够全面准确而存在偏差。 1 积分球测量系统的光通量测量不确定度分析
积分球测量系统的设备构成：2m 恒温积分球、HAAS-2000高精度快递光谱辐射计、1.5m 传输光纤、TPS-500B 交流测试电源、D204通用标准光源、Pt1000数字温度计。 1.1 测量结果不确定度的来源
（1）样品重复测量随机误差造成的不确定度；
（2）HAAS-2000光谱辐射计测试系统的系统固有误差造成的不确定度； （3）TPS-500B 交流测试电源电压波动造成的不确定度； （4）线性探测器的测量误差造成的不确定度； （5）标准灯校准结果的不确定度造成的不确定度；
（6）积分球温度控制波动以及实验室外在振动造成的不确定度； （7）积分球本身制造指标的差异造成的不确定度； （8）光纤的传输偏差造成的不确定度；
（9）LED 光源灯具测试安装方向的不同造成的不确定度； （10）LED 光源灯具光通量随点亮时间变化造成的不确定度。 1.2 数学模型
本评定中，被测总光通量是经过测量系统直接测得的，所以采用最简单的一种数学模型，如式[1]：
i φφφ=+? [1]
式中： φ—被测总光通量的修正值lm ；
i φ—每次总光通量的测量值lm ；
φ?—各种误差对被测量结果的影响值lm ；
1.3 方差和传播系数
对于每个输入估计值i x 的标准不确定度，用()i u x 表示；对于估计值y 的合成标准不确定度，用()c u y 表示；则不确定度传播公式可写作：
()()2
2
2
c 1
u n
i i i f y u x x =???=
????
∑
[2] 由数学模型公式[1]带入[2]可得：
()()2
2
2c 1
u n
i i i f u φφφ=???=
???
?∑
[3] 式中i
f φ??是各输入估计值i φ的偏导数，被称为传播系数，用()i c φ表示。式[3]又可写
作：
()()()2
22c
1
u
n
i i i c u φφφ==∑ [4]
根据数学模型式[1]可知传播系数()2
=1i c
φ。即式[4]又可写作：
()()22c
1
u
n
i i u φφ==∑ [5]
1.4 标准不确定度的A 类评定
对一系列实测值进行统计分析的方法来评定的标准不确定度，称为不确定度的A 类评定，用u A 表示。A 类标准不确定度u A 是由于每次安装不一致、仪器系统本身的不稳定因素而造成的随机误差。由于该随即效应的存在，多次测量的结果都不相同，可以用统计的方法计算其不确定度。表1是LED 光源球泡灯进行一致性检验时5次检验的实测值。
根据白塞尔公式算得实验标准差（σ）：
0.729σ=（lm ）
则标准A
类不确定度：
0.7290.326A u =
=
=（lm ）
自由度： 14A n ν=-= 1.5 标准不确定度的B 类评定
测量工作中，有时无法取得实测值并进行统计分析，它们往往只是给出了一个极大值或极小值，或提供了结果的一个概率区间，但未给出其分布及自由度的大小，而只能采取非统计方法来评定的标准不确定度，称为不确定度的B 类评定，用u B 表示。标准不确定度的B 类评定的公式：
()i i
x k a u =
[6]
式中：i x —输入估计值，取自制造说明书，检定或校准证书手册或其他资料提供的数据、
准确度等级或级别，包括目前暂时使用的极限误差等；
i k —包含因子，取值根据该分量的B 类不确定度的实际分布形式来确定；
a —该分量的B 类不确定度的分散区间的半宽。
1.5.1 由HAAS-2000光谱辐射计测试系统固有的系统误差估算的不确定度1u
根据HAAS-2000
光谱辐射计的检定证书，该系统的相对极限误差±1.0%，设该系统的误差为均匀分布，则1k ()2
1=1c
φ，估计其相对不确定度10%。
则由式
[6]得不确定度：179.772.1%
0.460u ?=
= （lm ）
自由度： ()()-2
1121010050ν==
1.5.2 由TPS-500B 交流测试电源电压波动造成的误差估算的不确定度2u
根据TPS-500B 交流测试电源的检定证书，电源的测量不确定度为0.1%，造成输出量变化的极限误差≤0.1%
，设电压波动造成的误差为均匀分布，则2k ，传播系数()2
2=1c φ，
估计其相对不确定度10%。
则由式[6]得不确定度：20.046u =
= （lm ）
自由度： ()()-2
2121010050ν== 1.5.3 由线性探测器的测量误差造成的估算的不确定度3u
线性探测器的测量精度属于标准级，测量误差小于±1.0%，认为该误差为均匀分布，
则3k ，传播系数()2
3=1c
φ，估计其相对不确定度10%。
则由式[6]得不确定度：
379.772.1%
0.460u ?=
= （lm ）
自由度： ()()-2
3121010050ν== 1.5.4 由标准灯的测量不确定度造成的不确定度4u
根据标准灯的检定证书，标准灯的测量不确定度为1.5%，认为标准灯造成的误差服从
均匀分布，则4k ()2
4=1c
φ，估计其相对不确定度10%。
则由式[6]得不确定度：
479.772. 1.5%
0.691u ?=
= （lm ）
自由度： ()()-2
4121010050ν==
1.5.5 由积分球温度控制波动以及实验室外在振动造成的不确定度5u
积分球的温度控制系统的偏差±1.0℃，温度准确度为±0.2℃，实验室周围环境无振动源，试验中，根据经验可知，这两项影响造成的极限误差≤±1%，认为这两项造成的误差
服从均匀分布，则5k ()2
5=1c
φ，估计其相对不确定度25%。
则由式[6]得不确定度：
50.460u =
= （lm ）
自由度： ()()-2
512251008ν== 1.5.6由积分球本身制造指标的差异造成的不确定度6u
影响积分球本身测量误差的因素有：单色光吸收误差、暗读数误差、积分球内部结构和尺寸使用不合理造成的误差、涂层的光谱选择性和反射比例、涂层的朗伯特性以及涂层的清洁程度等，对于这些因素的经验误差目前还没有明确的标准可参考，只能预计一个设计良好的积分球由这些因素造成的整体极限误差≤±2%，应为整体误差受到大量的、独立的效应影响，可认为整体误差服从正态分布，在置信概率为99%区间内，则6k =2.58，传播系数()2
6=1c
φ，估计其相对不确定度25%。
则由式[6]得不确定度：679.772.2%
0.6182.58
u ?=
= （lm ）
自由度： ()()-2
612251008ν==
1.5.7 对于光纤的传输偏差造成的不确定度，因为目前没有明确的经验误差参数可以参考，所以本次测量的不确定度评定无法对这一因素造成的不确定度进行评定。
1.5.8 对于LED 光源灯具测试安装方向的不同造成的不确定度，因为测试设备条件的限制，LED 光源灯具的安装方式只能是垂直向下安装于积分球的中心，不能对安装角度进行调节，所以本次测量的无法对这一因素造成的不确定度进行评定。
1.5.9 对于LED 光源灯具光通量随点亮时间变化造成的不确定度是在实际检验中不确定度最大的因素，由于LED 光源灯具光通量随时间的衰减较大，所以对于LED 光源灯具光通量随点亮时间变化造成的不确定度是无法进行评定。在本次检验工作实施过程中，对LED 光源灯具光通量都是在灯具稳定点亮30分钟后进行测试，所以LED 光源灯具光通量随点亮时间变化造成的不确定度在本次测试中不造成影响。 1.6 合成标准不确定度
表2为按以上因素分析汇总的A 类和B 类标准不确定度一览表：
合成标准不确定度： u 1.276c = lm ； 有效自由度： =77eff ν
根据公式[5]可计算得，由A 类和B 类标准不确定合成的标准不确定度:
u c =
=
1.276=（lm ）
或 1.276u 100% 1.60%79.772
c =
?=
1.6 有效自由度的计算和包含因子的确定
合成标准不确定度的自由度为有效自由度，记为e ff ν。按照公式[7]（Welch-Satterthwaite 公式）计算得：
∑
=
i
i
i
c
eff v u c u v 44
4 [7]
4e 4
4
4
4
4
4
4
1.276
=
0.3620.4600.0460.4600.6910.4600.6184
50
50
50
50
8
8
ff ν+
+
+
+
+
+
=77
在置信概率为95%时包含因子：
()()95%0.95
k 77 1.996eff
t t νP ===
1.7 扩展不确定度
扩展不确定度U P 由合成标准不确定度c u 乘以包含因子k P 而得到。则在在置信概率为95%下的扩展不确定度：
95%95%k 1.996 1.276 2.547c U U u P ===?=（lm ）
相对扩展不确定度：95%95%k 1.996 1.60% 3.19%c U u ==?= 2 结论
对LED 光源灯具的光通量测量不确定度的综合分析可以看出，在整个测试系统中，对测量不确定度影响最大的是由“光谱辐射计的测量误差”、“线性探测器的测量误差”、“标准灯的不确定度”、“积分球本身制造指标的差异”和“积分球温度控制波动以及实验室外在振动”引起的标准不确定度。因此选择精度更高的探测器及光谱辐射计系统；选用性能稳定的光通量标准灯、并且应定期计量标准灯，如果有条件最好按标准要求选用与样品光通量相接近、色温接近、外形尺寸相近的标准灯泡进行光通量和颜色标定；对于积分球应选择温度控制精度高并对内部涂层的光谱选择性和反射比例、涂层的朗伯特性提出高要求，以及在使用中对涂层的清洁程度进行完善的保护。此外还应从其余各方面降低影响因素，有效控制光通量检测的测量不确定度。
参考文献
[1] JJG1059-1999 测量不确定度评定与表示； [2] CNAS —GL08 电器领域不确定度的评估指南。
有关发光强度、光通量、照度、亮度的简单介绍 （该资源来自网络，Robert Zhang整理QQ：641015461） 光度学与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、照度、亮度。这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。 1、发光强度(I、Intensity)，单位坎德拉，即cd。 定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)， 解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。 现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。 之所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。因此，购买LED的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。 之所以用发光强度来表示手电或LED，是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。特别的说，距离1m的lx就是cd值。但是，很多场合下我们需要照射面积大一些，所以只用发光强度这一特性还不能全面反应手电的能力。比如，同样的筒身，换个大头(大反光杯)则I值马上增大许多。因此，很多情况下我 们用光通量(单位流明，见下)来表示手电了。 以上我们说“亮”和“亮度”时带了引号，是因为这是我们常规说的 亮度，并非光度学严格意义上的亮度，这一单位后面会展开。 常见光源发光强度(cd)： 太阳，2.8E27 高亮手电，10000 5mm超高亮LED，15
LED灯具结构设计科普知识 一。相关定义 1.灯具：凡是能分配，透出或转变一个或多个光源发出的光线的一种器具，并包括支撑、固定和保护光源必需的部件（但不包括光源本身），以及必需的电路辅助装置和将它们与电源连接的设施。 2.普通灯具：提供防止与带电部件意外接触的保护，但没有特殊的防尘、防固体异物和防水等级的灯具。 3.可移动式灯具：正常使用时，灯具连接到电源后能从一处移动到另一处的灯具。 4.固定式灯具：不能轻易的从一处移动到另一处的灯具，因为固定以致于这种灯具只能借助于工具才能拆卸。 5.嵌入式灯具：制造商指定完全或部分嵌入安装表面的灯具。 6.带电部件：在正常使用过程中，可能引起触电的导电部件。中心导体应当看作是带电部件。 7.EN安全特低电压（SELV-safety extra-low voltage）：在通过诸如安全隔离变压器或转换器与供电电源隔离开来的电路中，在导体之间或在任何导体与接地之间，其交流电压有效值不超过50V. 8.UL低压线路：开路电压不超过交流电压有效值30V的线路。 9. 基本绝缘（EN）：加在带电部件上提供基本的防触电保护的绝缘。耐压应在 2U+1000V以上（U:当地的电网电压）。 10.补充绝缘（EN）：附加在基本绝缘基础上的独立的绝缘，用于基本绝缘失效时提供防触电保护。耐压值应在2U+1750V以上（单层）。 11.双层绝缘（EN）：基本绝缘与补充绝缘组成的绝缘，耐压值应在4U+2750V以上（即基本绝缘与补充绝缘耐压之和）。 12.增强绝缘（EN）：绝缘效果与双层绝缘相当的一种加强性绝缘。从总体上看，一般只为一层，但也可由多层组成，且各层不可明确进行分割并单独测量。耐压值应在 4U+2750V以上。 13.CLASS O级灯（EN）：仅以基本绝缘为电击保护措施的灯具，无接地等保护措施。 14.CLASS I级灯（EN）：除了基本绝缘为电击保护措施外，还采用了其它如接地等保护性措施的灯具。
灯具类型 一旦我们知道所需要照明的是什么，下一步就得开始选择采用什么方式或灯具来进行照明。每个城市都有灯饰城，那些地方有各式各样，各种大小的灯具，大家可以利用这些灯具来完成我们所需要的上面所提及的一般照明呀，任务照明呀，重点照明呀。 灯具类型一：大厅或者大堂灯具（别墅里会见到：） 这种灯具能营造一种适宜的氛围，它所运用的是一般照明这种方式，起到欢迎来宾，确保他们能够安全地进入家里的其它区域。我们可以使用天花灯具、挂式灯具等安装在走道、楼道和进门的地方。 灯具类型二：花灯 花灯的样式正如其名，花样奇多花灯是一种能增加辉光的灯具，很适合用于餐厅等区域，能给我们的就餐、娱乐等活动进行一般性照明。它们有时也会被用于卧室，大厅、起居室，有时放到钢琴台顶上有是一种很有趣的照明方式。有些样式的花灯采用的是向下照明灯具组合，作为家庭活动、桌面游戏来提供任务照明方式，也可以用于桌面摆设的重点照明。花灯所采用的光源为白炽灯和卤钨灯这两种。值得提及的是上面这两种光源可以很轻松地进行调光，所以只需加一个调光控制器就可以控制光强来满足心理和活动这两方面的需求。 灯具类型三：吊灯 这种灯具于上面所提及的花灯类型有点内似，HOHO。但是它的外形较小一点的说。吊灯提供的是任务照明和一般照明。采用了环状或锥状等组件来防止眩光，它们通常被用于吊式安装，放到餐桌上，游戏桌上，（还有麻将桌上哟），橱房柜台上或其它场合。将它们放到桌子的末端，另外采用桌面台灯进行补光照明也是一种有趣的效果。同样的它们也可以采用调光控制器，使我们更加灵活地运用灯光来满足需求。 灯具类型四：天花灯（或吸顶灯） 天花灯用于一般照明。他们被运用到大厅、大堂、卧室、橱房、浴室、洗衣间、娱乐室等使用率较高的房间。它们采用的光源有白炽灯呀、荧光灯呀和节能灯这三种。 灯具类型五：壁灯 这种灯具通常用于补充式一般、任务和重点照明。通常被做为餐厅花灯的配角，也可以用于过道呀、卧室、起居室的照明。另外我们也会在浴室的洗潄台的镜子那里看到这种灯的
光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。 光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示, 即从一个表面反射出来的光通量.不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数.光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dent light)或照度(illuminance).若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness). 例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%.所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大. 最常用的照度单位是呎烛光(footcandle).1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上接受的光通量.如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度.1米烛光等于0.0929呎烛光. 亮度和照度之间的关系为: L=R×E [公式6-1] 式中L为亮度,R为反射系数,E为照度. 因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推算出它的亮度. 亮度也有几种度量单位.亮度的单位是用一种理想化了的标准状态来定义的.以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的球体的中心位置.假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表面一平方公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen).实际应用中,亮度单位用流明太小了,所以通常取其十倍的单位——毫朗伯(millilambert) 来表示.比毫朗伯稍大的单位是呎朗伯(footlambert),1毫朗伯等于0.929呎朗伯.英国标准的呎朗伯是用光源的烛光数,从光源到表面积的英尺数和表面的反射率来规定的.在有些国家,普遍使用的是米制单位,是以毫朗伯为基础的[1毫朗伯(mL)=0.929呎朗伯(ftL)=3.183烛光/平方米(c/m2)=10阿普熙提(apostilbs)].光亮度的单位还有:坎德拉/平方米(即尼特, Nit=1cd/m2)等.
光强、光通量、光照度、光亮度的概念区分 图是MARTIN KLAASEN先生手绘的 图上黄色灯泡散发的各个角度的光的总和即为为光通量（注意这是一个能量概念），它的单位是流明lm(lumen)，可以假想将此灯泡放在一个密闭的球体内然后点亮，那么这个球体的内表面所接受到的整体的光照能量，就是这个灯泡的光通量，如果这个灯泡的光强是1cd(坎德拉），球体的接收到的光通量为1lm，也就是说这个灯泡的光通量为1流明，光通量为可测量值。衡量一个灯到底能发多少光是用流明的概念，一个流明越高的灯其所发散出来的光也就越多。这就与我们的常识相关了，一个100瓦的灯泡要比45瓦的亮很多，其实也就是灯的功率越大，其流明也越高，而南华机电的工程师的很大一部分工作就在于要采用更小的功率发散出更多流明的光。在这一点上，有优秀水平的同行可以用200瓦不到的LED光源制作出超越400瓦传统灯具的新款灯具。 图上红色线条图示的是光强度（注意这是一个强度概念），是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量，它的单位是坎德拉cd(candela)。直白说发光强度是描述了光源到底有多亮，由于光也是一种能量，那么从一个特定角度，不同的光源发射过来的能量是不同的，我们就用光强来衡量这些不同。例如我们点亮这个黄色灯泡，我们在一个水平的角度所能看到的就是这个灯泡的光强。光强的公式为I=F/Ω，其中F为光通量，单位是流明，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,也就是说光通量在某个角度的平均数值。南华机电中光强的航空灯LM401在白天能够发出20000cd的光，不过特别标注是在垂直发光角零度上，就是这个原因。此概念与压强的概念相似，其描述的是一个强度概念。
LED灯具设计之透镜认识 对于非专业人士认知的配光而言，大都会问的一个问题就是：反射器和透镜都有啥区别有个比较形象的比喻就是： 反光杯是把光源发出的光反射出去，这种情况多少都会有漏网之鱼没通过反射就直接跑出去了； 而透镜就是把光源发出的光都吞进去，消化了之后再吐出来。孰 优孰劣看需求定。闲话少扯，下面来个揭秘。 标准的透镜最经典的就是圆锥形透镜，这些透镜很大一部分依赖于全内透反射所以称之为TIR（Total Internal Reflection）透镜。 通常TIR 透镜是轴对称设计提供一个漂亮的圆形光斑，既可以组合成多颗LED 成为阵列透镜也可以单颗加支架以方便安装和控光。 TIR透镜VS 反光杯
其实两者的基本工作原理都是相同的，但是TIR 透镜相比而言具有更大的控制权，因为TIR 透镜的每条光线都经过控制利用，而反光杯的很大一部分光是不接触反射面不受控制的，这个在小角度光学里面很容易看出来，反光杯的光型是没有TIR 透镜出来的光型那么锐利的（简而言之也就是反光杯的副光斑更大）。
透镜的类型： 图：从左到右: 1、真正聚光(-RS), 2、柔和聚光(-SS), 3、扩散聚光(-D), 4、中角度(-M/-M2), 5、椭圆角度(-O)， 6、大角度(-W/-WW/-WWW)。
不同的光学性能使用不同的TIR透镜，而透镜的尺寸和LEDs 灯珠直接影响光学性能的，所以没有明确先提条件而谈角度、光强和效率都是不准确的，良好的光学设计必须跟LEDs 灯珠的光分布完美的配合才能得到良好的光学效果。 在专业的光学设计里不存在万能的产品，有的是针对性配合光学和针对性的应用。 下面我们再TIR 透镜家族里面好好分析下每种不同的光学： 真正的聚光透镜（-RS） 在透镜家族里面这类透镜是最聚光的，目的是取得高的cd/lm(峰值光强)但也会导致缺失部分混光性能，这类透镜很容易辨认，一般都是表面晶莹通透透，部分还可能是中空。 应用这一类透镜的主要方向包括：投光灯、聚光灯、远距离洗墙灯等。 案例比如桥梁照明、高层楼宇照明、室内射灯等。 柔和的聚光透镜-SS
直接光通量 简述 直接光通量（direct flux）指表面上直接得到来自照明装置的光通量。 光通量是光源每秒种发出的可见光量之和，简单说就是发光量。单位：流明（lm）灯具光通量 根据国际照明委员会CIE的建议，按灯具光通量在上下空间分布的比例分为五类：直接型、半直接型、漫射型（包括水平方向光线很少的直接—间接型）、和间接型。 （1）直接型灯具（Direct lighting luminary） 此类灯具绝大部分光通量(90-100%)直接投射下方，所以灯具的光通量的利用率最高，但照明效果不理想。 （2）半直接型灯具（Semi-direct lighting luminaries） 这类灯具大部分光通量（60-90%）射向下半球空间，少部分射向上方，射向上方的分量将反射下来，从而减少照明环境所产生的阴影的硬度并改善其格表面的亮度比。 （3）漫射型或直接—间接型灯具（Diffused lighting luminary） 灯具向上和向下的光通量几乎相同（各占40-60%） 最常见的是乳白玻璃球形灯罩，其他各种形状漫射透光的封闭灯罩也有类似的配光。这种灯具将光线均匀地投向四面八方，能产生很好的照明效果。 （4）半间接型灯具（Semi-indirect lighting luminaries） 灯具向下光通量占（10-40%），他的向下分量往往只用来产生与天棚相称的亮度，此分量过多或分配不适当也会产生直接或间接眩光等一类缺陷。 上面敞口的半透明罩属于这一类。他们主要作为建筑装饰照明，由于大部分光线投向顶棚和上部墙面，增加了室内的间接光，光线更为柔和宜人。 （5）间接灯具（Indirect lighting luminary） 灯具的小部分光通量占（10%以下）。设计的好时，全部天棚成为一个照明光源，达到柔和无阴影的照明效果，由于灯具向下光通很少，只要布置合理，直接眩光与反射眩光都很小。此类灯具的光通量利用率比前面四种都低。
LED-照明市场分化 目前LED照明市场大致可分为：商业照明 / 室内照明两大系列，商业照明与室内照明有有可以各自细分出不同种类的产品系列，常见如下： LED 室内照明 1．LED日光灯 2. LED射灯 3.台灯 4.LED壁灯 5.LED吊灯 6.LED吸顶灯 7.LED天花灯 8.筒灯 9.LED灯泡等 LED商业照明 1.LED路灯 2.LED庭院灯 3.LED隧道灯 4.LED交通灯 5.LED水池灯 6.LED 草坪灯 7. LED洗墙灯 8.景观灯等 LED消费性可携式照明 1.LED手电筒 2.LED矿灯 3.LED潜水灯 4.LED露营灯等 综合目前LED照明产业现况，比较适中小型企业进入LED照明领域的产品为：LED室内照明（如：LED日光灯射灯台灯壁灯吊灯吸顶灯球泡等），其原因为：技术门槛相对于商业照明来讲要求较低，资金投入较小，市场容
量较大；回款及利益见效较快；而商业照明（如：LED路灯景观灯隧道灯交通灯庭院灯等）相对于LED照明来讲，其技术要求较高，不管是研发还是市场资金投入都很庞大，市场主要针对于政府工程及基础建设，回款较慢，同时利润及风险均较高，所以我认为商业照明比较适合资金雄厚的企业来进行投资；对于LED 消费性可携式照明产品（如：LED矿灯潜水灯手电筒等）这部份产品已做了三年左右，其技术与市场均已成熟，相对于室内照明及商业照明来讲，已经没有什么技术含量，市场也趋进于饱和状态，在做这方面的LED照明产品的投资时，需要重点考虑到回报短期效益回报问题。 商业照明市场分析 据台湾TEK 市场分析，全球照明市场到2011年将成长至1320亿美元，其中北美地区仍是全球用电量最多的区域，但欧美国家对于照明需求的成长将趋缓，包括中国及亚洲、非洲等新兴国家需求则将在新建设需求、电力普及推动、以及户外照明使用增加等动力带动下，快速成长；其中，照明灯市场规模254亿美元，照明设备/装置的市场规模1066亿美元。商业照明占全球总照明市场用电量43%，比例最高，其中零售业、办公大楼、仓储用途、教育大楼、保健照护等应用领域用电量合计占总商业照明用市场70%。 目前LED照明在全球照明市场比例仍低，2007年全球LED照明市场规模约3.3亿美元，若与2006年相较，年成长率达60%，LED照明市场发展最快的年度；2008年由于受到全球金融危机的影响，全球LED照明市场规模约为4亿美元，也比2007年增长21%左右。加上市场需求型态为少量多样,因此仍属基础型市场；随着LED平均成本逐渐下降，加上产品校能不断提升，LED 照明商品化的速度也将加快进行。
lux（照度）和cd/m2(亮度)的关系L=R×E() 式中L为亮度,R为反射系数,E为照度. 国际单位制(SIE单位制)的光度单位 名称符号单位英文名 光强度I坎德拉Candela(cd) 光照度E勒克斯Lux(lx) 光亮度L尼特Nit 光通量φ流明Lumen(lm) 1.光强度光强度(luminousintensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量. 2.光通量光通量(luminousflus)是由光源向各个方向射出的光功率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称lm). 3.光照度光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通量,以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx). 4.反射系数人们观看物体时,总是要借助于反射光,所以要经常用到反射系数的概念.反射系数(reflectancefactor)是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比,以R表示. 5.光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,即从一个表面反射出来的光通量.不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数.光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dentlight)或照度(illuminan ce).若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(refle ctionlight)或亮度(brightness).例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%.所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大.亮度和照度的关系如图6-2(a)所示,最常用的照度单位是呎烛光(footcandle). 1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上接受的光通量.如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度.1米烛光等于呎烛光. 从图6-2上,我们不难理解亮度和照度之间的关系,其关系为: L=R×E 式中L为亮度,R为反射系数,E为照度. 因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推算出它的亮度.
一个典型的LED灯具设计范例，其中包括了电学、热学以及光学的模拟计算。大功率LED光源决定了大功率LED灯具的最终光通量，因此，选择高质量的适配光源是灯具的基础。LED芯片的研发固然重要，但灯具的设计和研发同样不容忽视。大型照明灯主体照明光学系统的结构设计包括以下三种设计： ①芯片外加光学系统得到适宜应用的一次光学设计，它由LED器件的生产商完成。 ②将一次光学设计的单只LED装入一个量身定做的透镜中，得到需要的定向光束，这就是所谓的二次光学设计，得到满足单只光学需求的LED组件。 ③将若干个二次设计完成的LED组件合并成一个有相当规模、满足照明要求配光曲的灯具，这就是LED的三次光学设计。 在LED光源的产品中，大多数产品，例如路灯、光柱、草坪灯、地埋灯、装饰灯等，均是用市电供电，这就要求在这些灯具中设置AC／DC转换电路，以适应LED电流驱动的特征。以光柱为例，为了便于建筑上的安装与设置，需要在数十米长的光柱间相互对接而只能用一个电源接人点，因此每根光柱内要设置一个既能独立工作又能相互对接的独立电源。这个电源既要有一定的供LED所需的恒流的正向电流输出，又要有较高的变换效率，否则就会失去LED节能的优点。另外，成本低也十分重要，可选择开关电源、高频电源、电容降压后整流电源等多种，根据电流稳定性，对瞬态过冲以及安全性、可靠性的不同要求作不同选择。 制作可以放置在E - 27标准灯头内的高频电源和开关电源，使LED的供电十分安全可靠，电源效率达90％，内置这类电源的LED灯具，可以适应交流85～240V的工作电压范围，而灯内LED的电流基本不变。电源是影响LED光源可靠性和适应性的一个重要组成部分，必须慎重考虑。 LED光源产品另一个重要考虑因素是LED器件的可靠性，作为半导体器件，LED的失效模式研究对评估LED光源的寿命十分重要。LED器件同样符合“浴盆曲线”这一失效规律，因此如何筛选早期失效器件——即“加速”寿命试验方法的研究显得尤为重要。提高LED发光效率，改善散热特性，是LED光源发展中必须解决的问题之一，与此同时，在行业协同下开展LED可靠性研究，规范器件老化筛选标准，是解决LED光源在应用中遇到的一些问题的有效途径之一。 1．确定照明需求和设计目标 设计目标是基于现有灯具的性能，或是基于应用的照明需求。LED照明必须满足或超过目标应用的照明要求。因此，在建立设计目标之前就必须确定照明要求。对于某些应用，存在现成的照明标准，可以直接确定要求。对于没有照明标准的应用，可先确定现有照明特性后，在确定应用的照明需求。照明灯具的光输出和功率特性是确定现有照明特性关键，根据照明灯具提供的技术参数，可获得各种灯具的关键特性，由此确定现有照明的特性。
按安装方式分类： 1、壁灯：装在墙壁、庭柱上，主要用于局部照明、装饰照明或不适应在顶棚安装灯具或没有顶棚的场所。有：筒式壁灯、夜间壁灯、镜前壁灯、亭式壁灯、灯笼式壁灯、组合式壁灯、投光壁灯、吸壁式荧光灯、门厅壁灯、床头摇臂式壁灯、壁画式壁灯、安全批示式壁灯灯等。 2、吸顶灯：吸顶灯是将灯具吸贴在顶棚面上，主要用于没有吊顶的房间内。吸顶灯主要有：组合方型灯、晶罩组合灯、晶片组合灯、灯笼吸顶灯、贺格栅灯、筒形灯。直口直边形灯、斜边扁圆灯、尖扁圆形灯、圆球形灯、长方形灯、防水形灯、吸顶式点源灯、吸顶式荧光灯、吸顶式发光带、吸顶裸灯泡等。吸顶灯应用比较广泛。吸顶式的发光带适用于计算机房、变电站等；吸顶式荧光灯适用于照度要求较高的场所；封闭式带罩吸顶灯适用于照度要求不很高的场所，它能有效地限制眩光，外形美观，但发光效率低；吸顶裸灯泡，适用于普通的场所，如厕所、仓库等。 3、嵌入式灯：嵌入式灯适用于有吊顶的房间，灯具是嵌入在吊顶内安装的，这种灯具能有效地消除眩光、与吊顶结合能形成美观的装饰艺术效果。嵌入式灯主要有：圆格栅灯、方格栅灯、平方灯、螺丝罩灯、嵌入式格栅荧光灯、嵌入式保护荧光灯、嵌入式环形荧光灯、方形玻璃片嵌顶灯、嵌入式点源灯、浅圆嵌式平顶灯等。 4、半嵌入式灯：半嵌入式灯将灯具的一半或一部份嵌入顶棚内，另一半或一部份露在顶棚外面，它介于吸顶灯和嵌入式灯之间。这种灯有消除眩光的效果上不如嵌入式灯，但它适用于顶棚吊顶深度不够的场所，在走廊等处应用较多。 5、吊灯：吊灯是最普通的一种灯具安装方式，也是运用最广泛的一种。它主要地利用吊杆、吊链、吊管、吊灯线来吊装灯具，以达到不同的效果。在商场营业厅等场所，利用吊杆式荧光灯组成一定规则的图案，不但能满足照明功能上的要求，而且还能形成一定的装饰艺术效果。吊灯主要有：圆球直杆灯、碗形罩吊灯、伞形吊灯、明月罩吊灯、束腰罩吊灯、灯笼吊灯、组合水晶吊灯、三环吊灯、玉兰罩吊灯、花篮罩吊灯、棱晶吊灯、吊灯点源灯等。带有反光罩的吊灯，配光曲线比较好，照度集中，适应于顶棚较高的场所、教室、办公室、设计室。吊线灯适用住宅、卧室、休息室、小仓库、普通用房等。吊管、吊链花灯，适用于有装饰性要求的房间，如宾馆、餐厅、会议厅，大展厅等。 6、地脚灯：地脚灯主要应用于医院病房，宾馆客房、公共走廊、卧室等场所。地脚灯的主要作用是照明走道，便于人员行走。它的优点是避免刺眼的光线，特别是夜间起床开灯，不但可减少灯光对自己的影响，同时不可减少灯光对他人的影响。地脚灯均暗装在墙内，一般距地面高度0.2—0.4。地脚灯的光源采用白炽灯，外壳由透明或半透明玻璃或塑料制成，有的还带金属防护网罩。 7、台灯：台灯主要放在写字台、工作台、阅览桌上，作为书写阅读之用。台灯的种类很多，目前市场上浒的主要有变光调光台灯、荧光台灯等。目前还流行一类装饰性台灯，如将其放在装饰架上或电话桌上，能起到很好的装饰效果，台灯一般在设计图上不标出，只在办公桌、工作台旁设置一至二个电源插座即可。 8、落地灯：落地灯多用于高级客房、宾馆、带茶几沙发的房间以及家庭的床头或书架旁。落地灯有的单独使用，有的与落地式台扇组合使用，还有的与衣架组合使用。一般在需要局部照明或装饰照明的空间安装较多。一般只留插座，不在设计图中标出。 9、庭院灯：庭院灯灯光或灯罩多数向上安装，灯管和灯架多数安装在庭、院地坪上；特别适用于公园、街心花园、宾馆以及工矿企业，机关学校的庭院等场所。庭院灯主要有：盆圆形庭院灯、玉坛罩庭院灯、花坪柱灯、四叉方罩庭院灯、琥珀庭院灯、花坛柱灯、六角形庭院灯、磨花圆形罩庭院灯等。庭院灯有的安装在草坪里，有的依公园道路、树林曲折随弯设置，有一定的艺术效果。 10、道路广场灯：道路广场灯主要用于夜间的通行照明。道路灯有高杆球形路灯、高压汞灯路灯、双管荧光灯路灯、高压钠灯路灯、双腰鼓路灯、飘形高压汞灯等。广场灯有广场塔灯、六叉广场灯、碘钨反光灯、圆球柱灯、高压钠柱灯、高压钠投光灯、深照卤钨灯、搪瓷斜照卤钨灯等。道路照明一使用高压钠灯、高压荧光灯等，目的是给车辆、行人提供必要的视觉条件，预防交通事故。广场灯用于车站前广场、机场前广场、港口、码头、公共汽车站广场、立交桥、停车场、集合广场、室外体育场等，广场灯应根据广场的形状、面积使用特点来选择。11、移动式灯：移动式灯具常用于室内、外移动性的工作场所以及室外电视、电影的摄影等场所。移动式灯具主要有：深照型特挂灯、文照型有防护网的防水防尘灯、平面灯、移动式投光灯等。移动式灯具都有金属防护网罩
光 1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍： 1. 烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义 在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K获1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。从数量上看，60 坎德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发强度与光亮度 发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时，则光强为 I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。 以下是部分光源的亮度值：单位cd/m2 太阳：1.5*10 ；日光灯：（5—10）*103；月光（满月）：2.5*103；黑白电视机荧光屏：120左右；彩色电视机荧光屏：80左右。 3. 光通量与流明 光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。如果用绿色光作水准，令它的光通量等于辐射能通量，则对其它色光来说，激起明亮感觉的本领比绿色光为小，光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是流明，是英文lumen的音译，简写为lm。绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305*103cm2面积上辐射出来的光通量为1lm。为表明光强和光通量的关系，发光强度为1坎德拉的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1流明。一只40W的日光灯输出的光通量大约是2100流明。 4. 光照度与勒克斯 光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx。被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源，常在光源上附加一个反射装置，使得某些方向能够得到比较多的光通量，以增加这一被照面上的照度。例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。 以下是各种环境照度值：单位lux
大功率LED路灯设计方案 大功率LED路灯之全方面解析 一．普通路灯与LED路灯的现状与未来 目前LED路灯改造的成本仍存在压力，以60W灯具看，市场上LED整体灯具的价格在3000-3800元左右，传统的250W高压纳灯仅需要1000-1300元，两者的价差还相当大。但Haitz定律让我们看到希望，据估计，LED成本每年将以10%速度逐年递减，再加上LED新路灯整合制造成本，LED与传统高压纳灯的成本差距将压缩到2倍之，考虑到后期的电费与维护成本，LED路灯的综合优势将使其逐渐成为照明市场主流。 二．LED路灯与传统路灯的竞争力 三．2007年道路照明技术
LED省电率100% 41.5-62.4% 45.1-64.7% 56.3-71.8% 四．多个LED密集排列的照明系统 ?器件耗散功率：20w ?散热面积：330cm2 ?底板温度将达83 °C以上。(环境温度25 °C) ?芯片结温将达100 °C 上图案例必须考虑更有效的散热途径 大功率LED光条结构与新型准值LED光源的设计 1）破坏性创新大功率LED光条结构包括一高功率LED模块，一散热灯条及一控制电路板，其高功率LED模块产生的热，直接传热到散热条上散热，控制电路板悬空设置于散热灯条的容置区，其上、下两面不接触散热灯条，因此产生的热源可通过上、下两空间充分散热，从而降低高功率LED模块产生的热的相互加乘的不良影响增加本高功率LED光条的稳定性与使用寿命，另外，在电路板基座的两端分别焊有A、B端子座，用于相同的两光条相互串联，使用者可根据实际需要自行组合。 另外，高功率LED光条结构还提供一简易的组装方法，可以简单更换高功率LED模块光源，透明灯罩、反光灯罩、聚焦透镜等多种多用途使用方式。 2）当LED应用于投射照明时，需要设计一种高效的准直LED光源； 3）如采用二次光学元件——准直透镜，与封装后的LED配合使用，则由于空隙的存在，必然会引起反射损耗； 4）设计了一个直接对LED芯片进行封装准直的透镜系统。 LED准直透镜的设计分为两部分： 1.编程计算准直透镜的二维曲线； 2.采用蒙特卡罗方法对采用二维曲线生成的三维实体进行模拟验证。
计算公式： 灯具数量=（平均照度E×面积S）/（单个灯具光通量Φ× 利用系数CU ×维护系数K ） 室内灯具平均照度计算公式 平均照度(Eav)= 单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维护系数(K)÷地板面积(长×宽) 因为误差总是存在：20%-30%，所以建议使用专业的照明设计软件进行精确计算，而对于特殊或场地条件所限，而不能采用照明软件模拟计算时，在计算地板、桌面、作业台面平均照度可以用下列基本公式进行，略估算出灯具照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面积(平方米m^2) 即平均1勒克斯(lx)的照度,是1流明(lm)的光通量照射在1平方米(m^2)面积上的亮度。 公式说明： 1、单个灯具光通量Φ，指的是这个灯具内所含光源的裸光源总光通量 值。 2、空间利用系数(CU)，是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面,所以与照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和反射率的不同相关,照明率也随之变化。 常用灯盘在3米左右高的空间使用，其利用系数CU可取0.6--0.75之间； 悬挂灯铝罩，空间高度6--10米时，其利用系数CU取值范围在0.7--0.45； 筒灯类灯具在3米左右空间使用，其利用系数CU可取0.4--0.55；
光带支架类的灯具在4米左右的空间使用时，其利用系数CU可取0.3-- 0.5。 3、维护系数(K)，是指伴随着照明灯具的老化，灯具光的输出能力降低和光源的使用时间的增加，光源发生光衰或由于房间灰尘的积累，致使空间反射效率降低，致使照度降低而乘上的系数。 一般较清洁的场所，如客厅、卧室、办公室、教室、阅读室、医院、高级品牌专卖店、艺术馆、博物馆等维护系数K取0.8； 一般性的商店、超市、营业厅、影剧院、加工车间、车站等场所维护系数K 取0.7； 而污染指数较大的场所维护系数K则可取到0.6左右。 (光源光通量)(CU)(MF) /照射区域面积 适用于室内，体育照明，利用系数(CU)：一般室内取0.4，体育取0.3 1. 灯具的照度分布 2. 灯具效率 3. 灯具在照射区域的相对位置 4. 被包围区域中的反射光 维护系数MF=(LLD)X(LDD)一般取0.7～0.8 举例：1、室内照明，4×5米房间，使用3×36W隔栅灯9套 计算公式:
照明灯具分类 照明灯具的分类方法繁多,如按用途分类、按IEC推荐的根据光通量分配比例分类和按防尘、防潮、防触电等级分类等，本分册只叙述按防尘、防潮、防触电等级分类，其余分类法分别在《经销商指南》和《消费者指南》分册内加以叙述。 ·按防护IP（Ingree protection）分类 按国际电工委员会标准IEC 529 – 598和国标GB 700 – 86规定，根据水和异物的侵入的防护程度进行分类。如IP65，其中第一位数字即与表1中等级6对应，表示完全防尘。而第二位数字与表2中等级5对应，表示防止喷水进入，其余依此类推。 (1)防异物 表1灯具IP分类防异物等级 (2)防水 表2 灯具IP分类防水等级和程度 ·按防触电保护分类 为了电器安全，灯具所有带电部分必须采用绝缘材料等加以隔离。灯具的这种保护人身安全的措施称为防触电保护。根据防触电保护方式，灯具可分为0，Ι，Ⅱ和Ⅲ类，每一类灯具的主要性能及其应用情况在表3中有详细的说明。
表3 灯具的防触电保护分类 从电气安全角度看，0类灯具的安全程度最低，Ι、Ⅱ类较高，Ⅲ类最高。有些国家已不允许生产0类灯具，我国目前尚无此规定。在照明设计时，应综合考虑使用场所的环境 操作对象、安装和使用位置等因素，选用合适类别的灯具。在使用条件或使用方法恶劣场所应使用Ⅲ类灯具，一般情况下可采用Ι类或Ⅱ类灯具。 名词术语 ·灯具效率（luminaire efficiency） 灯具输出的总光通量与灯具内所有光源发射出的总光通量之比，一般用百分数表示。 ·灯具的配光或光强分布(distribution of luminous intensity) 用曲线或表格表示灯具在空间各方向的光输出强度分布值称为灯具的配光曲线或光分布曲线，它是表征灯具的重要特性参数。 ·眩光(glare) 在一个照明环境中，当某光源或物体的亮度比眼睛已适应的亮度大得多时，人就会有眩目或耀眼的感觉，此种现象称为眩光。 眩光会造成不舒适或（和）可见度下降。前者称为不舒适眩光（discomfort glare），后者称为失能眩光（disability glare）。 不舒适眩光和失能眩光，都有直接和间接之分。直接眩光是由观察者视场中的明亮和发光体（如光源发出的光或灯具输出的光）引起的，而观察者在光泽的表面中看到发光体的像（如建筑物大厅光滑的大理石地面反射的强烈灯影）时，则会产生间接眩光。轻微的眩光使人心神烦乱，严重的眩光则使人深感不舒适。所以在各种环境照明中，必须考虑如何避免眩光的产生。 ·平均照度（average illuminance） 规定照明表面上的照度平均值。 ·水平面照度(horizontal illuminance) 水平面上一点所接受的照度值。 ·垂直面照度(vertical illuminance) 垂直面上一点所接受的照度值。 ·照度均匀度(uniformity ratio of illuminance ) 规定的照明表面上的最小照度与平均照度之比。 ·单位面积功率（power per unit area） 单位被照面积上所安装灯具的功率，单位为W/m2。它是表征能耗的重要指标。 ·维护系数（maintenance factor） 灯具在使用一定周期后，在规定表面上的平均照度与该灯具在相同条件下新安装时在规定表面上所得到的平均照度之比。 努力生产符合绿色照明要求的灯具 ·灯具的效率，符合以下的推荐值： ··荧光灯灯具
光度学与光相关的常用量有4个： 发光强度、光通量、照度、亮度。这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。 1、发光强度（I、Intensity），单位坎德拉，即cd。（是点光源的固有属性，表征光线的汇聚能力） 定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)， 解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。 现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED 其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。因此，购买LED 的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。 之所以用发光强度来表示手电或LED，是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。特别的说，距离1m 的lx就是cd值。但是，很多场合下我们需要照射面积大一些，所以只用发光强度这一特性还不能全面反应手电的能力。比如，同样的筒身，换个大头（大反光杯）则I值马上增大许多。因此，很多情况下我们用光通量（单位流明，见下）来表示手电了。 以上我们说“亮”和“亮度”时带了引号，是因为这是我们常规说的亮度，并非光度学严格意义上的亮度，这一单位后面会展开。 常见光源发光强度（cd）： 太阳，2.8E27 高亮手电，10000 5mm超高亮LED，15
LED室外照明灯具设计注意事项 2009/6/23/14:59 来源：中国半导体照明网作者：吴继德 室外LED照明灯具设计应符合我国颁布的最新室外照明灯具技术规范，以及城市道路照明设计标准。 [慧聪灯饰网]关键词：灯具设计发光二极管室外照明 室外LED照明灯具设计应符合我国颁布的最新室外照明灯具技术规范，以及城市道路照明设计标准。 一、工作环境 LED室外照明灯具由于工作环境比较恶劣，受风吹雨淋日晒，阳光中紫外线照射，昼夜温差变化，空气中沙尘，化学气体等条件影响，灯具年复一年的受大自然时效老化处理。设计时应充分考虑这些因素的影响。 二、LED灯具材料及散热方式选择 外壳和散热器设计为一体，用来解决LED的发热问题，这种方式较好，一般选用铝或铝合金，铜材或铜合金，以及导热良好的其它合金。散热有空气对流散热、强风冷却散热和热管散热，（喷气致冷散热也是类似热管散热的一种，但结构更复杂一些。） 选择什么样的散热方式，对灯具的成本有直接影响，应综合考虑，与设计产品配套选出最佳方案。 灯罩的设计选材也是至关重要，目前使用的有透明有机玻璃，PC材料等，传统的灯罩是透明玻璃制品，究竟选什么样材料的灯罩跟设计的产品档次定位有关，一般来说，室外灯具的灯罩最好是传统的玻璃制品，它是制造长寿命，高档灯具的最佳选择。采用透明塑料、有机玻璃等材料做的灯罩，做室内灯具的灯罩较好，用于室外则寿命有限，因为室外阳光、紫外线、沙尘、化学气体、昼夜温差变化等因素使灯罩老化寿命减短,其次是污染了不易清结干净，使灯罩透明度降低影响光线输出。 三、LED芯片的封装 目前国内生产的LED灯具（主要是路灯）大都是采用1W的LED多个串、并联进行组装，这种方法热阻较先进封装技术的产品高，不容易造出高品质的灯具。或者是采用30W、50W甚至更大的模组进行组装，以达到所需要的功率，这些LED 的封装材料有用环氧树脂封装，有用硅胶封装的。二者的区别是：环氧树脂封装耐温较差，时间久了易老化。硅胶封装则耐温较好，使用时应注意选择。
灯具的分类及认识 自从爱迪生发明电灯以来，人们就进入了多姿多彩的世界。电灯便成了我们生活中不可缺少的一部分，经过几百年的发展，电灯已不是那单调的“黄光”了。各种各样的灯让你数不过来，这里就我们生活中常见的一些电灯进行了简单的分类和说明： 1.吊灯 吊灯适合于客厅。吊灯的花样最多，主要为了满足装饰的需求，挂在大厅里，美观又大方。吊装在室内天花板上的高级装饰用照明灯。吊灯无论是以电线或以铁支垂吊，都不能吊得太矮，阻碍人正常的视线或令人觉得刺眼。现时吊灯吊支已装上弹簧或高度调节器，可适合不同高度的楼底和需要性。 这是位于我们宿舍卫生间的吊灯，很简单很大方。依我来看，
起初它应该是一个吸顶灯的，只是为了方便，被改成了目前的样子。其实这是相当不安全的。卫生间是一个很潮湿的场合，而上面的线是裸着的。 2.吸顶灯 吸顶灯是灯具的一种，顾名思义是由于灯具上方较平，安装时底部完全贴在屋顶上所以称之为吸顶灯。光源有普通白灯泡，荧光灯、高强度气体放电灯、卤钨灯、LED等。目前市场上最流行的吸顶灯就是LED 吸顶灯，是家庭、办公室、文娱场所等各种场所经常选用的灯具。 这是我们宿舍走道里的灯，平时主要有人走的时候才开的，是声音开关的，很实用很方便的，另外它也是节能灯，亮度还可
以，基本满足要求 3.落地灯 一般布置在客厅和休息区域里，与沙发、茶几配合使用，以满足房间局部照明和点缀装饰家庭环境的需求。但要注意不能置放在高大家具旁或妨碍活动的区域里。
这是我们学校路边的落地灯，我想应该装的是那种钠灯，照明效果很好。。。骑车都不用带电筒了的 4.壁灯 壁灯是安装在室内墙壁上的辅助照明装饰灯具，一般多配用乳白色的玻璃灯罩。灯泡功率多在15-40瓦左右，光线淡雅和谐，可把环境点缀得优雅、富丽，尤以新婚居室特别适合。壁灯的种类和样式较多，一般常见的吸顶灯、变色壁灯、床头壁灯、镜前壁灯等。 这是个店里的灯，主要是为了照明下面的商品而设计的，挂在墙上很亮，这个有助于吸引顾客。