1仿真结果与分析

选定6米、9米、12米为广告牌的三个典型高度值，计算不难发现，最大光强分别是最小光强的倍。在保持仲长不变旳情况下，随着广告牌高度旳增加，要想获得良好旳照度均匀度，配光曲线变得更加尖锐。定量分析如图4所示，按照照明灯具通用光强角评价方法，三种广告牌高度下的半光强角（50%丨max)依次为都属于小角度配光。不同于一般的垂直投射照明的照明光学设计,广告牌投光广告照明光学设计对于其他角度的光强分配也有严格的要求，属于侧照射型，具体光强在不同的角度的分布情况。因投光广告照明的特殊性和安全性，不可能将伸长做的很长，如果在不考虑灯具体积的情况下，此种类型的小角度配光在传统的HID灯具上可能实现，同时由于传统灯具的安装具有一定的间隔(间隔一般在1.5米-2米之间），需做成非对称配光，在平行于广告牌方向角度要做成宽角度，这给光学设计带来了很大的困难。以0.1°为间隔，将0°之间的角度等间隔离散化，运用matlab数值计算软件，计算得出了在伸长为1米的情况下，光强度大小随角度的变化情况，在极坐标的情况下即极坐标配光曲线如图3所示。可清楚的看出，在高度不变的情况下，随着0角的不断增大即照射方向往下移，光强度数值成几何级数快速增长。而LED光源由于自身体积比较小，同时又是Lambertian型余弦配光，并且随着LED二次配光的理论不断发展和成熟，可以设计体积比较小的二次光学透镜来实现满足上述情况的配光。选取特定的功率级单颗光源，运用相关的光学设计软件，设计出的符合条件的旋转对称的折射-全反射的二次光学透镜的体积为为28mm(直径)x14mm(S度)。采取LED线条灯的安装形式，运用DIALUX专业照明计算软件，仿真了在仲长为1米，广告牌高度为9米的情况下，在俯角不同的情况下的照度均匀度以及光能利用率的情况。

2光能利用率

光能利用率的计算方法为：与广告牌下端相距10米向广告牌一侧的水平面为参考面（因配光曲线比较窄，故取10米的宽度已足够能说明相关问题），即参考面的宽度为10米，如图2所示中的虚线所示，此参考面的的长度与广告牌的长度相同；光能利用率为打在广告牌上的光能与打在广告牌上的光能与打在参考面上的光能之和的比值。在俯角为6度的情况下，广告牌画面上的点照度值分布如图5所示，平均照度为776丨ux,最小照度为738lux,最大照度为895lux,最小照度与最大照度的比值为0.825,最小照度与平均照度的比值为0.951,完全满足《城市夜景照明设计规范(JGJ/T163-2008)》中关于外投广告与标示照明的均与度（宜为0.6-0.8)要求，但是有效光能利用率不能满足大于0.8的要求，只有0.46，远远不能满足要求。究其原因，是因为二次光学的透镜是旋转对称型，属于对称型配光，因此只有近50%的光能打在目标面上。对于如何利用非对称配光来增大光能利用率，在此暂不讨论。解决的途径之一是增大俯角来获得较高的光能利用率。分别表示了广告牌表面平均照度、照度均匀度及光能利用率随俯角增大的变化情况。从两图中不难看出，随着俯角的增大，广告牌表面的平均照度逐渐增大，光能利用率也相应逐步提高，但是照度均匀度在逐渐下降。在俯角为11度的情况下，光能利用率为0.7004，平均照度为1117IUX,最小照度与平均照度的比值为0.448，基本符合投光广告照明光度学相关要求。从实用性和人眼视觉习惯的来角度看，一般旳大型广告画面需要表达的内容基本占整个广告牌高度的0.8左右，而需要突出表达的广告画面重点内容占整个画面旳0.75左右。因此为了能在比较远的地方注意到广告画面的突出重点内容,可以把光能大部分集中在广告画面的中间部分，即中间约6-7米的高度，而靠近上下边沿的地方的照度可以适当降低。中俯角为13度时即能满足要求。

3具体点照度值

具体点照度值，此时的光能利用率为0.757，照度均匀度约为0.3。中间7米部分的照度值从640lux增大到1597IUX,其余部分相比适当降低，明暗程度在人眼的接受范围内，不会产生不舒服的感觉。投光照明中光污染的限制方法之一是确定合适的照明标准值，其次是选择合适的灯具和配光曲线，而合理的灯具布置也是一个很重要旳限制光污染的措施。如果将投光广告灯具布置在广告牌的上边沿，光线由上向下照射广告牌画面,则由此产生的光污染程度最小。此种照射方式在路边投光广告照明中应用比较广泛，并收到了比较好的效果。但是在白天，悬挂在广告牌上方的灯具由于体积比较大会影响视觉形象。但是应用线条灯的形式来布灯，则能减少由于灯具体积所来带的视觉形象问题。而在晚上，相当部分的承载画面光泽度的比较大，同时传统灯具的单位面积的光通量密度很大，在其正下方的某些区域产生不愉快的光斑，而在其他光看方向会产生被照面不太亮的情况，造成明显的亮暗对比，影响了整体均匀度。如采用上述配光形式的LED线条灯，则会减弱上述不良情况。而在高楼的楼顶或楼体的墙上投放投光广告，灯具安装基本采用由下向上的照射方式，由于传统灯具的配光方式不满足投光广告照明的特点，会造成相当部分的光通量直接射向天空直接造成光污染，用本文所述的配光曲线也存在此问题，但是程度比传统的灯具要轻一些，直接浪费的光能约为25%。由于LED线条灯的体积较小，所带来的视觉影响也较小，同时它的配光比较合理，故在某些情况下可把由下向上的照射方式改为由上向下的照射方式，以此来减小光污染。

作者：王祥伟姜肇国苏广生王成单位：光华活彩电子有限公司