CIE 164-2005 HOLLOW LIGHT GUIDE TECHNOLOGY AND APPLICATIONS《中空光导技术和应用》.pdf

1、 ISBN 3 901 906 38 X HOLLOW LIGHT GUIDE TECHNOLOGY AND APPLICATIONS CIE 164:2005 UDC: 628.953 Descriptor: Light guides as part of illuminating devices THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION The International Commission on Illumination (CIE) is an organisation devoted to international co-operat

2、ion and exchange of information among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists of the National Committees in 38 countries and one geographical area and of 4 associate members. The objectives of the CIE are : 1. To provide an internation

3、al forum for the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries. 2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting. 3. To pr

4、ovide guidance in the application of principles and procedures in the development of international and national standards in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters relating to the science, technology and art in

5、 the fields of light and lighting. 5. To maintain liaison and technical interaction with other international organisations concerned with matters related to the science, technology, standardisation and art in the fields of light and lighting. The work of the CIE is carried on by seven Divisions each

6、 with about 20 Technical Committees. This work covers subjects ranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed by these international Divisions of the CIE are accepted throughout the world. A plenary session is held every four yea

7、rs at which the work of the Divisions and Technical Committees is reviewed, reported and plans are made for the future. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lighting. As such it occupies an important position among international organisations. LA COMMISSION INTERNATIONA

8、LE DE LECLAIRAGE La Commission Internationale de lEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale et lchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lclairage. Elle est compose de Comits Nationaux reprsenta

9、nt 38 pays plus un territoire gographique, et de 4 membres associs. Les objectifs de la CIE sont : 1. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la science, de la technologie et de lart de la lumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces doma

10、ines. 2. Dlaborer des normes et des mthodes de base pour la mtrologie dans les domaines de la lumire et de lclairage. 3. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthodes dlaboration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumire et de lclairage. 4. De p

11、rparer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes matires relatives la science, la technologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. 5. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes par des s

12、ujets relatifs la science, la technologie, la normalisation et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. Les travaux de la CIE sont effectus par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comits Techniques. Les sujets dtudes stendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de

13、 lclairage. Les normes et les rapports techniques labors par ces Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier. Tous les quatre ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapport et tablit les projets de travaux pour lav

14、enir. La CIE est reconnue comme la plus haute autorit en ce qui concerne tous les aspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisations internationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) i

15、st eine Organisation, die sich der internationalen Zusammenarbeit und dem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnik widmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in 38 Lndern und einem geographischen Gebiet und au

16、s 4 assoziierten Mitgliedern. Die Ziele der CIE sind : 1. Ein internationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik und fr den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein. 2. Grundnormen und Ve

17、rfahren der Metechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwickeln. 3. Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normen auf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu ver

18、ffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, die mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik

19、zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrifft Gebiete mit grundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausgea

20、rbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt. Tagungen werden alle vier Jahre abgehalten, in der die Arbeiten der Divisionen berprft und berichtet und neue Plne fr die Zukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung angesehen. Auf

21、diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den internationalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE CIE Central Bureau Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIA Tel: +43(1)714 31 87 0, Fax: +43(1) 714 31 87 18 e-mail: ciecbping.at WWW: http:/www.cie.co.at

22、/ CIE 2005 All rights reserved ISBN 3 901 906 38 X HOLLOW LIGHT GUIDE TECHNOLOGY AND APPLICATIONS CIE 164:2005 UDC: 628.953 Descriptor: Light guides as part of illuminating devices CIE 164:2005 This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 3-30 of Division 3 “Interior Environmen

23、t and Lighting Design“ and has been approved by the Board of Administration of the Commission Internationale de lEclairage for study and application. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, and is intended to be used by the

24、CIE membership and other interested parties. It should be noted, however, that the status of this document is advisory and not mandatory. The latest CIE proceedings or CIE NEWS should be consulted regarding possible subsequent amendments. Ce rapport technique a t labor par le Comit Technique CIE 3-3

25、0 de la Division 3 “Environnement intrieur et tude de lclairage“ et a t approuv par le Bureau de la Commission Internationale de lEclairage, pour tude et emploi. Le document expose les connaissances et lexprience actuelles dans le domaine particulier de la lumire et de lclairage dcrit ici. Il est de

26、stin tre utilis par les membres de la CIE et par tout les intresss. Il faut cependant noter que ce document est indicatif et non obligatoire. Il faut consulter les plus rcents comptes rendus de la CIE, ou le CIE NEWS, en ce qui concerne des amendements nouveaux ventuels. Dieser Technische Bericht is

27、t vom CIE Technischen Komitee 3-30 der Division 3 “Innenraum und Beleuchtungsentwurf“ ausgearbeitet und vom Vorstand der Commission Internationale de lEclairage gebilligt worden. Das Dokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem behandelten Gebiet von Licht und Beleuc

28、htung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, da das Dokument eine Empfehlung und keine Vorschrift ist. Die neuesten CIE-Tagungsberichte oder das CIE NEWS sollten im Hinblick auf mgliche sptere nderungen zu Rate gezogen w

29、erden. Any mention of organisations or products does not imply endorsement by the CIE. Whilst every care has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malg

30、r le soin apport la compilation de tous les documents jusqu la mise sous presse, ce travail ne saurait tre exhaustif. Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt der Drucklegu

31、ng angewendet wurde, ist es mglich, da diese nicht vollstndig sind. CIE 2005 All rights reserved II CIE 164:2005 The following members of TC 3-30, “Hollow Light Guides“ took part in the preparation of this technical report. The committee comes under Division 3 “Interior Environment and Lighting Desi

32、gn“. Members at time of completion of this report: Prof. Dr. Julian Aizenberg * Russia (Chair until 1998) Dr. Bjorn Brekke Norway (Secretary) Dr. Gennadi Bukhman Ukraine Lars Bylund Sweden Dr. Arch. Roberto Casalone Italy Arno Eberwein Germany Marcel van Hugten France Prof. Dr. Heinrich Kaase German

33、y Dr. Ken Kneipp USA Dr. Alexei A. Korobko Russia Masaaki Nishimura Japan Prof. Dr. Lorne Whitehead Canada (Chair from 1998) Brent York Canada Previous members who have contributed to this work: Roger Appeldorn USA David Strand USA Ingo Susemihl Germany * The members of TC 3-30 thank Prof. Dr. Aizen

34、berg for his fine leadership in recognizing the need for this technical committee, in convincing the CIE of its worth, for chairing the initial activities of this committee and contribution very significantly to this work at all stages of the committees activities. See minority opinion statement in

35、Chapter 6. III CIE 164:2005 CONTENTS SUMMARY V RESUME V ZUSAMMENFASSUNG 1 INTRODUCTORY COMMENTS 1 1.1 Outline of this report 1.2 Brief history of hollow light guide illumination 1.3 Overview of hollow light guide applications 3 2. OVERVIEW OF HOLLOW LIGHT GUIDE TECHNOLOGY 4 2.1 Review of the four ba

36、sic hollow light guide types 4 2.2 Distributed lighting with hollow light guides 7 3. RECOMMENDED TERMINOLOGY FOR HOLLOW LIGHT GUIDES 8 3.1 Rationale for recommended terminology 8 3.2 Recommended terminology and their definitions 4 HOLLOW LIGHT GUIDES PHOTOMETRY 9 4.1 The need for conventional photo

37、metric information 9 4.2 The challenge of hollow light guide length 4.3 Recommendation for reporting light output 10 4.4 Measuring the luminous intensity distributions 11 4.5 Conclusions for hollow light guide photometry 12 5 HOLLOW LIGHT GUIDE SYSTEM CASE STUDIES 5.1 Describing system photometric p

38、erformance 12 5.2 Illumination of Callahan tunnel with prism light guide, Canada 14 5.2.1 Location of project 14 5.2.2 Layout of lighting system 14 5.2.3 Photometric result 5.2.4 Conclusions 14 5.3 Illumination of the Nagoya expressway with prism light guide, Japan 15 5.3.1 Location of project 15 5.

39、3.2 Layout of lighting system 15 5.3.3 Photometric result 5.3.4 Conclusions 15 5.4 Illumination of the Pierremenaud tunnel with prism light guide, Italy 17 5.4.1 Location of project 17 5.4.2 Layout of lighting system 17 5.4.3 Photometric results 5.4.4 Conclusions 17 5.5 Illumination of an aircraft h

40、angar with prism light guide, USA 18 5.5.1 Location of project 18 5.5.2 Layout of lighting system 18 5.5.3 Photometric results 5.5.4 Conclusions 18 5.6 Comparison of the four case study examples 20 6. MINORITY OPINION STATEMENT 21 7. REFERENCES 22 8. BIBLIOGRAPHY 23 8.1 Organization of this bibliogr

41、aphy 23 8.2 Prism light guide applications papers 8.3 Prism light guide patents 24 8.4 Prism light guide theoretical papers 25 8.5 Metallic mirror light guide applications papers 25 8.6 Metallic mirror light guide patents 28 8.7 Metallic mirror light guide theoretical papers 29 8.8 Other related lig

42、ht guide work 32 IV CIE 164:2005 HOLLOW LIGHT GUIDE TECHNOLOGY AND APPLICATIONS SUMMARY CIE initiated a Technical Committee “Hollow Light Guides“ for the purpose of developing new terminology and dissemination of information in the field of illumination with hollow light guides. This report is a fir

43、st step in that direction, representing the state of the art at the time of its substantial completion in 1999. It includes a brief history of the field of hollow light guides, reviews the different solutions and describes the basic physics behind them. The pros and cons of each of the solutions are

44、 summarized and the terminology is given. System design and the photometry of hollow light guides are detailed. Finally, a review of four example projects is given. TECHNIQUE ET APPLICATIONS DE CONDUITS DE LUMIERE CREUX RESUME La Commission Internationale de lEclairage a mis en place un Comit Techni

45、que sur le thme “Guides des conduits de lumire creux“ afin de dvelopper une nouvelle terminologie et de diffuser linformation spcifique au domaine de lclairage par conduits de lumire creux. Ce rapport est la premire tape de la dmarche qui reprsentera ltat de lart au moment de son achvement substanti

46、el en 1999. Un bref historique de lclairage par conduits de lumire creux recense les diffrentes solutions et dcrit les proprits physiques qui les sous-tendent. Les avantages et inconvnients de chacune des solutions sont mis en vidence et la terminologie est prcise. Le concept des systmes et la photo

47、mtrie des conduits de lumire creux sont dtaills. Enfin, il est prsent une valuation de 4 projets-type. TECHNIKEN UND ANWENDUNGEN VON HOHLLICHTLEITERN ZUSAMMENFASSUNG CIE hat das Technische Komitee “Hohllichtleiter“ ins Leben gerufen mit dem Ziel der Entwicklung einer neuen Terminologie und der Verbr

48、eitung von Informationen auf dem Gebiet der Beleuchtung mit Hohllichtleitern. Dieser Bericht ist ein erster Schritt in diese Richtung: Er gibt den Entwicklungsstand zu dem Zeitpunkt wieder, als die wesentlichen Arbeiten zu dem Bericht ihren Abschluss gefunden hatten (1999). Der Bericht enthlt eine k

49、urze Beschreibung der Entwicklung der Hohllichtleiter, gibt einen berblick ber die verschiedenen Lsungen und beschreibt ihre physikalischen Grundprinzipien. Die Terminologie wird angegeben und das Fr und Wider der einzelnen Lsungen zusammengefasst. Die Photometrie von Hohllichtleitern und die Planung der Beleuchtung mit dieser Technik werden ausfhrlich erlutert. Abs