光学设计第14讲LED灯具光学

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灯具光学教学讲义PPT课件

将它与照度的平方反比定律结合起来就有：
E= I ·cosθ d2
2021
9
简单有效
c)余弦立方定律
光源
O
h
D
式中：I—点光源射向该点的光强；
h—光源离该平面的高度；
θ—平面法线与入射光线的夹角；
I
l— OA长度。
E θ
E= I · cosθ=I · cos3θ
l2
h2
A
2021
10
简单有效
适合路灯的分布光度系统
向下光通比: 63.0 %
灯具效率:
63.0 %
最大距高比: A-A: 1.2 B-B: 1.7
2021
36
简单有效
CIE 分类: 直接
向上光通比: .0 %
向下光通比: 63.0 %
灯具效率:
63.0 %
2021
37
简单有效
最大距高比: A-A: 1.2 B-B: 1.7
2021
48
简单有效
平均照度=光源光通量×灯具数量×CU ×维护系数 /长×宽灯具数量=平均照度×长×宽/光源光通量× CU ×维护系数
2021
49
简单有效
维护系数（K）
维护系数是考虑由于光源光通衰减、灯具污染及老化所引起的效率降低，以及被照场所建筑物内墙表面、顶棚、地面的反射率下降等因素使照度降低所必须乘入的系数。
8 .31 .26 .23 .31 .26 .22 .30 .26 .22 .29 .25 .22 .29 .25 .22 .21 .131
9 .28 .23 .19 .28 .23 .19 .27 .22 .19 .26 .22 .19 .25 .22 .19 .18 .125

LED光源的光学设计

LED光源的光学设计
LED光源的一次光学设计
每一个LED光源都有一个特定的光强分布特性，即配光曲线，我们称这个过程叫一次光学设计。

大多数情况下，LED光源的配光曲线为朗伯型，即发角强度随角度变化呈余弦分布：
其它几种比较常见的LED光源一次配光：
LED光源的一次配光与二次光学设计之间的相互配合是非常关键的，为方便二次光源透镜的设计将尽可能使用不会改变原始芯片出光规律的光源，即出光特性为朗波型的LED光源。

LED光源的二次光学设计
一般情况下，LED光源的本身的出光角度和光强分布不能满足特性情况下的应用条件，所以有必要进行二次配光来改变光源的光线输出，来达到实际的应用要求。

二次光学设计的主要作用通常为以下三种类型：
1. 分散：把LED光源发出来的光线分散，以形成更大的角度以达到在接收屏（平面）形成更均匀的光斑（如顶棚灯，直射式电视背光透镜等）。

2. 汇聚：把LED光源的光线聚集到更小的范围内，以提高中心发光强度（如投射灯，舞台灯等）。

光学人生
= lm_optical =。

LED照明光学系统设计

反射器设计
总结词
反射器用于引导光线向特定方向照射，提高LED照明效率。
详细描述
反射器的设计通常采用具有高反射率的材料制成，如金属或涂层。通过改变反射器的形状和角度，可以引导光线按照所需路径传播，减少光的浪费和眩光。反射器与透镜的配合使用，能够进一步优化照明效果。
散射器设计
总结词
散射器用于改善光线分布，提高照明均匀性和舒适度。
害物质，对环境友好。
响应速度快
LED的点亮响应时间短，可实现快速开关和调光控制。
安全性高
LED不易损坏，对电压和电流的变化具有较强的耐受能力，不易引发火灾等安全事故。
LED照明应用领域
01
02
03
室内照明
LED可广泛应用于家庭、办公室、商场等室内场所的照明。
室外照明
LED也可用于城市景观照明、道路照明、体育场馆照明等领域。
颜色光谱
发光效率
LED的发光效率高，电能转化为光能的效率可达50%以上，远高于传统光源。
LED发出的光具有特定的颜色光谱，取决于使用的半导体材料和制造工艺。
LED照明特点
01
02
03
04
长寿命
LED的使用寿命长，通常可达 5万小时以上，减少了更换和
维护的频率。
节能环保
LED的能耗低，相比传统光源可节省大量能源，同时不含有
LED照明光学系统设计
• LED照明基础知识 • LED照明光学系统设计原理 • LED照明光学系统设计要素 • LED照明光学系统优化设计 • LED照明光学系统设计案例分析 • LED照明光学系统发展趋势与挑战
01
LED照明基础知识
LED照明原理

《灯具光学讲义》课件

05
灯具光学的未来发展与挑战
新材料与新技术的应用
新材料
随着科技的进步，新型材料如纳米材料、高分子材料等在灯具光学领域的应用将更加广泛，能够提高灯具的性能和寿命，同时降低能耗。
新技术
LED、OLED等新型照明技术的出现，为灯具光学带来了革命性的变革，具有高效、节能、环保等优点，是未来发展的重点方向。
智能化与互联网+的融合
智能化
随着物联网、人工智能等技术的发展，灯具光学将更加智能化，能够实现远程控制、自动调节等功能，提高用户体验。
互联网+
通过与互联网的结合，可以实现灯具之间的互联互通，打造智能家居生态系统，为用户
提供更加便捷、舒适的生活环境。
人性化与舒适度的提升
要点一
人性化
灯具光学设计将更加注重人性化，以满足不同用户的需求，如可调节色温、亮度等，提供更加舒适的照明环境。
灯具光学的发展历程与趋势
• 总结词：随着科技的不断进步，灯具光学也在不断发展，未来将朝着更加智能化、绿色环保和个性化方向发展。
• 详细描述：自照明技术诞生以来，灯具光学经历了多个发展阶段。从最初的烛光和油灯，到白炽灯和荧光灯，再到现代的高效LED灯具，灯具光学在不断地发展和进步。未来，随着科技的不断发展，灯具光学将朝着更加智能化、绿色环保和个性化方向发展。智能照明系统可以通过传感器和控制系统实现个性化的光照调节，提高人们的舒适度和效率；绿色环保的照明系统则注重节能和环保，有利于可持续发展；而个性化的照明设计则可以满足人们多样化的需求，提升照明体验。
光的反射定律
入射角等于反射角，镜面反射遵循这一规律。
光的透镜原理与折射
透镜的分类与原理
凸透镜会聚光线，凹透镜发散光线。通过透镜的光线会改变方向。

LED照明光学设计

LED照明光学设计为了满足城市道路照明设计标准,传统的道路照明灯具往往采用耗电200瓦以上含水银的灯泡。

相比之下,到2009年,市场上发光二极管(LED)的光学效率已经超过了100lm/W,这意味着采用LED作光源的路灯,其耗电量将会大大的减少。

由于LED的超长寿命、不含汞和节能的特性,采用LED作光源的路灯来取代传统的LPS(低压钠灯)或MH(金属卤化物灯)是很好的选择。

目前,LED路灯在世界上各个国家都进行了测试。

为了解决能源紧缺和温室气体的排放问题,LED路灯在一些地方已经实用化,其中中国、北美以及欧洲的一些地区和都市的政府进行了积极的推广。

由于市场上出厂的LED大部分都是呈郎伯型(Lambertian distribution)分布,中心光强比较强,而且是对称的圆形光斑分布,不能直接用于道路照明。

为了满足城市道路照明设计标准,LED路灯需要进行二次光学设计,以产生一个长方形、均匀分布的光斑,其配光曲线需要呈蝙蝠翼的形状。

另外,光学设计的好坏直接决定了LED路灯的效率,有的LED路灯加上了设计不好的二次透镜之后,有些光在透镜里面多次反射后损耗掉了或者是不能配到有效的区域,有些二次透镜虽然光斑形状和均匀度都可以,但出光效率却降低了将近一半。

还有,光学设计的好坏也均定了LED路灯有无眩光,有的设计得不好的透镜,虽然也可以产生一个长方形、均匀分布的光斑,配光曲线也可以呈蝙蝠翼,但由于没有采用截光设计,导致沿道路方向75~90范围的出射光还是很多,这样就会给远处的车辆或行人造成眩光。

好的光学设计应充分利用LED光源面积小这一优点,充分考虑光的利用率,将所有从LED芯片发出的光都分配到路面上,形成一个均匀度好、无眩光、配光曲线呈蝙蝠翼的光斑。

本文将基于这些因素来探讨LED道路照明系统的光学系统设计及发展趋势。

提供LED照明精准的自由曲面配光设计QQ 277581880Email: caicaichangchang@。

LED照明光学系统设计解读

LED照明光学系统设计解读首先，光学系统设计中需要考虑的一个重要因素是光束的控制。

光束的控制涉及到光线的聚焦和扩散，通过合适的透镜设计和反射镜安置，可以实现不同的光束角度和光强分布。

例如，对于室内照明，为了使得整个空间都能够得到均匀的照明，可以设计出广角的光束分布，通过透镜的扩散效果将光线辐射到更大的范围内；而对于厨房等需要集中照明的场所，可以设计出狭角的光束分布，使得光线更为集中。

其次，光学系统设计中还需要考虑到光线的散射效果。

光线的散射主要通过透明材料来实现，如漫反射镜或者散射罩的使用。

通过合适的表面处理和材料选择，可以使光线在出光区域内均匀分布，减少光斑和光直接炫光的问题，增强照明效果的质量。

同时，通过控制材料的散射角度，可以避免光线遗漏，提高能源利用率。

此外，光学系统设计中还需要考虑到光效的问题。

光效是指照明产品所发出的光线中真正被利用到照明作用的百分比。

为了提高光效，需要首先注意光源的选择。

LED作为一种高光效的照明光源，已经在照明领域得到广泛应用。

其次，在光学系统设计中，可以通过透镜和反射镜的设计来提高光效。

透镜的设计可以减少光线的反射和衍射现象，提高光线的传输效率；反射镜的设计可以将反射光线重新聚焦，增加光线的利用率。

此外，还可以通过优化光线的传输路径来减少光线损失，提高光效。

最后，光学系统设计中还需要考虑到实际应用的要求。

不同的应用场景对于照明产品的要求是不同的，比如室内照明、室外照明、景观照明等。

每个场景对于光束的形状、光强分布、颜色温度等都有不同的要求。

因此，在光学系统设计中需要根据实际应用情况做出相应的调整和优化，以满足用户的需求。

综上所述，LED照明光学系统设计是为了实现良好的照明效果，在光束控制、光散射、光效等方面进行合理的设计。

通过合适的透镜和反射镜的设计，可以实现光束的聚焦和扩散；通过适当的散射材料的选择和表面处理，可以实现光线的均匀分布和减少光斑和光直接炫光的问题；通过优化光效和光线传输路径，可以提高光效和能源利用率；最后，根据实际应用要求，进行相应的调整和优化，以满足用户需求。

LED照明产品光学设计

LED阵列模组+光学透镜/反射杯+灯罩 LED阵列模组+光学面罩（去除平板灯罩）
LED阵列模组+单颗透镜+露孔压板
优点：制造工艺成熟，透镜成本低，不易积灰缺点：结构相对复杂，灯具效率受到影响
优点：结构最简单，灯具效率最高缺点：裸露的透镜易积灰、老化、变形
优点：易替换，光效高，透镜成本低缺点：易积灰，防水设计难度较大
路面亮度的测量
γ
P
β
α
60～160m
1.5m
1/4车道
测量点最小间距小于5米，则亮度计：
– 垂直视场角<2’ – 水平视场角2’~20’
计算 “检测”路面亮度的方法

随着经济和全球科技的发展，亮度评价系统可能也应该普遍成为评测道路照明设计的标准采用理论计算的方法 “检测”路面亮度：

指标7 耐候性
LED标杆评估范围
光效评估
对耐候性的评估
评估范围
光色质量评估
对配光设计的评估
LED标杆评估范围与标杆指标、指标权重间的关系
光效评估指标1 灯具光效 26.67% 6.67% 指标3-1 单位功率平均照度 6.67% 指标3-2 单位功率平均亮度 13.33% 指标6 20lux平均照度下单位面积功率光色质量评估 4.44% 指标2 色温对配光设计的评估指标3-1 单位功率平均照度 6.67% 指标3-2 单位功率平均亮度 6.67% 13.33% 指标6 20lux平均照度下单位面积功率 6.67% 指标4-1 照度均匀度 6.67% 指标4-2 纵向亮度均匀度 2.23% 指标5 环境比对耐候性的评估 20.00% 指标7 耐候性

灯具光学设计

ρ
ρ ρ τ
透射比
α
吸收
2.等亮度原理光源的亮度L在反射面的反射比ρ=1和透射面的透射比τ=1的过程中亮度不变. 若不等于1的话,光源亮度减低ρ或τ,即不会增加, 只会减少.不能用什么光学系统来增加亮度。 L’= ρL或L’= τL
L L’ L’
L’
L
3.微元立体角内光通量的传递(光强计算) 1)光学设计的基本目的是计算出射光线的光强分布; 2)出射光线的光自 dΦ’ 来自反射面上某一 dωc,γ 面元ds上反射的光通量dΦ’的贡献; 3)而ds上的光线来自光源射向该面元 dωθ,φ 的光通量dΦ.
渐开线的反射光路从圆的切线反射器内侧射向反射面的光线都被反射到另一个侧面而射出反射器,并没有反射光回到光源被自身被挡. 图中的红线都是圆的切线,就是曲线的法线. 反射光线用颜色示之,如蓝色的光线都能射出去.
圆渐开线的计算
2.扩散材料光线被该材料扩散,原光束角度增大.采用两面之间光通量互换的方法进行.目前在漫反射材料之间的光通量互换有现成的公式可查到. 漫反射材料的反射比ρ,出光度M,亮度L和照度E有下面的关系: L=M/π=E· ρ/ π
曲线.
圆滑曲线
折线段
用反射材料制成的反射器不一定是圆滑曲线,特别在当前,为了减少被照面上的光斑和使产品更有冲动的感觉(更有冲击力),已向折线反射器的方向在变化.
(1)圆
圆是一种收集光线和扩散光线的反射器,单个使用的不多见.下面比较光源置于不同位置上后的结果. 圆心和反射面之间圆心圆心以外光源位置
高压钠灯的寿命与管压有关,因此,增加管压也就降低了寿命,有下图:
(6)此点对T5荧光灯的密闭形灯具也有类似结果 T5荧光灯的最大光通量输出发生在350C的环境温度下,在密闭形灯具内,灯管周围的温度高,灯管的光输出高;在裸灯管测量时周围温度只有250C,光输出低,因此灯具效率也会变得很高. 例如形式相同的灯具,点T8的效率为66%, 点T5的为89%.

led光学课程设计

led光学课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解LED的基本结构、工作原理及其在光学领域的应用。

2. 掌握LED的光学特性，如亮度、色温、色坐标等概念。

3. 掌握LED的光谱分布及其对环境的影响。

技能目标：1. 能够运用所学知识分析LED光学性能，评估其在不同应用场景的适用性。

2. 能够通过实验操作，测试LED的光学参数，并优化LED照明系统。

3. 能够运用创新思维，设计简单实用的LED光学应用方案。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对LED光学技术的兴趣，激发他们探索光学领域的热情。

2. 增强学生的环保意识，认识到LED技术在节能减排方面的优势。

3. 培养学生的团队协作精神，使他们能够在项目实践中相互支持、共同成长。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

课程旨在帮助学生建立扎实的LED光学知识体系，提高他们的实践操作能力，培养创新意识和环保理念，为我国LED光学领域的发展储备人才。

二、教学内容1. LED基础知识：介绍LED的起源、发展历程，以及LED的基本结构、工作原理。

教材章节：《LED技术与应用》第一章2. LED光学特性：讲解亮度、色温、色坐标等概念，分析LED光谱分布及其影响因素。

教材章节：《LED技术与应用》第二章3. LED应用案例：分析LED在照明、显示屏、汽车照明等领域的应用，探讨其优缺点。

教材章节：《LED技术与应用》第三章4. 实践操作：组织学生进行LED光学参数测试，优化照明系统，设计LED光学应用方案。

教材章节：《LED技术与应用》第四章5. 创新设计：引导学生运用所学知识，进行创新性设计，提升LED光学应用的效果。

教材章节：《LED技术与应用》第五章教学内容安排和进度：第一周：LED基础知识学习第二周：LED光学特性学习第三周：LED应用案例分析第四周：实践操作（含实验报告撰写）第五周：创新设计（含成果展示）教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和创新思维。

LED照明系统的光学设计与照度分布分析

LED照明系统的光学设计与照度分布分析近年来，随着LED照明技术的不断发展和成熟，LED照明系统已经逐渐取代传统照明系统，成为新时代的主流照明方式。

在这样的背景下，LED照明系统的光学设计和照度分布分析就显得尤为重要。

一、LED照明系统的光学设计LED照明系统的光学设计是指在满足照明需求的前提下，对LED光源进行光学设计，使得光线能够均匀地照射到照明区域。

其中，主要需要考虑以下几个方面：1.了解LED光源的性能参数在进行光学设计之前，需要了解LED光源的性能参数，如发光效率、颜色温度、色彩还原指数、光滑度等，以便对LED光源进行合理的选择。

2.确定照度需求和照射角度照度需求是指照明区域所需要的光强度大小，而照射角度是指LED光源所照射的范围，一般分为散射角度和聚光角度。

在确定照度需求和照射角度的同时，还需要根据实际情况考虑残光的问题。

3.设计反射镜和透镜反射镜和透镜是LED照明系统中的重要元件，它们能够有效控制光线的传播和照射范围。

在进行反射镜和透镜的设计时，需要考虑光程、光强、反射率等因素。

二、照度分布分析照度分布分析是指对LED照明系统的照度进行分析和评估，以确定其照度分布情况是否满足照明需求。

在实际应用中，一般采用照度测量仪器进行测量和分析。

1.照度分布图照度分布图是反映LED照明系统照度分布情况的图形化表达方式，可以准确地显示不同区域的照度强度情况。

在进行照度分布图绘制前，需要先测量照度值，然后通过计算处理，得出相应的照度分布图。

2.照度不均匀度照度不均匀度是指在同一照明区域内，各点照度值之间的差异程度，其值越小则表示照度分布越均匀。

在实际应用中，一般将照度不均匀度控制在10%以内，以确保照明质量。

三、总结LED照明系统的光学设计和照度分布分析是提高LED照明系统照明质量和能效的重要手段。

通过对LED光源的性能参数进行了解，确定照度需求和照射角度，并进行反射镜和透镜的设计，能够有效地控制光线的传播和照射范围。

LED照明灯具与光学系统设计

光线追迹
通过计算光线在光学系统中的传播路径，确定光束的形状和光强分布。
光学系统的设计流程
需求分析
光学元件选择
明确光学系统的设计要求，包括光束形状、光强分布、光线追迹等。
根据需求选择适当的光学元件，如透镜、反射镜等。
初始结构确定
优化设计
根据需求和光学元件选择，初步确定光学系统的结构。
通过调整光学元件的参数和位置，优化光学系统的性能，满足设计要求。
环境影响
评估LED照明灯具和光学系统对环境的影响，如碳排放和资源消耗。
THANKS
感谢观看
05
LED照明灯具与光学系统的制造工艺
LED芯片的制造工艺
芯片外延生长
在单晶衬底上生长出LED芯片的基础结构。
刻蚀与切割
将外延片加工成独立的LED芯片。
表面处理
清洗、镀膜等，以提高芯片的光电性能。
质量检测
对芯片进行电学、光学性能检测，确保质量合格。
LED封装工艺
固晶
将LED芯片固定在支架上。

06
LED照明灯具与光学系统的性能测试
与评价
LED照明灯具的性能测试与评价
发光效率
测量LED照明灯具发出的光通量与输入功率之比，以评估其发光
效率。
色温与显色指数
评估LED照明灯具发出的光的颜色和真实度，以及在不同色温下
的表现。
寿命与可靠性
通过加速老化测试，评估LED照明灯具的寿命和可靠性。
透镜
用于控制光线的方向和形状，实现所需的照明效果。
03
02
反光碗
用于反射和扩散光线，提高照明效果。
灯罩
保护灯具免受外界损害，同时起到装饰作用。

光学设计LED灯具光学

项目功率 /W 总功平均寿年用年换命/h 电量/ 灯费率 /KW 万度用/万元 12 50000 5.54 0 17 1.6 年运营费用/万元 5.54 22.6 5年运营费用/万元 27.7 113
LED路灯 75
高压钠灯 190 30.4 5000 路灯
5、LED道路照明配光配光分布：
主干道与支路交汇
次干道与次干道交汇次干道与支路交汇支路与支路交汇
20/30 15/20
人行道照明标准
夜间行人区域流量流量大的商业区道路居住区路面平均路面最小最小垂直照度（lx）照度（lx）照度（lx） 20 7.5 4
10 15 7.5 10 5
3 5 1.5 3 1
2 3 1.5 2 1
流量中的商业区道路居住区流量小的商业区道路居住区
节能指标
隧道灯道路分段计标准
隧道灯区段照明长度及路面最低亮度
车速Km/h 引入段适应段过渡段
距离 /m
亮度 Cd/m2
距离/m 亮度 Cd/m2
距离 /m
亮度 Cd/m2
80 60
40 25
80 50 30 1
40 30 20
80-46 50-30 30-20 1.0
1）路面平均亮度： 2）路面亮度均匀性：最小亮度/平均亮度 3）眩光控制水平: 4）环境照明系数:环境亮度对驾驶员的影响 5）视觉引导性：
1）亮度
光源在单位面积上的发光强度
dI L dS
d F L ddS cos
亮度均匀性：
Lmin / Lav
2
纵向亮度均匀性： Lmin / Lmax
2）眩光控制

LED灯具光学基础知识

绿色环保
LED灯具作为一种节能环保产品，未来将继续推动绿色环保理念的发展，促进可持续发展。
02
光学基础知识
光的本质与特性
01
光是一种电磁波
光具有波粒二象性，既可以看作粒子，也可以看作波动。在光学中，通常将光视为电磁波
。
02
光的速度
在真空中，光的速度约为 3×10^8米/秒，是宇宙中最快
的速度。
光学设计目标与原则
确保LED灯具满足特定应用场景的照明需求，如照度、均匀度、眩光控制等。
实现良好的散热设计，保证LED灯具的稳定性和寿命。
优化光效，提高LED灯具的发光效率，降低能耗。
考虑成本效益，平衡光学性能与制造成本。
光源选择与布局
根据应用场景和照明需求选择合适类型和功率的LED光源。考虑LED光源的色温、显色指数等光学特性。
根据使用场合和功能，LED灯具可分为室内照明、室外照明、景观照明、特殊照明等类型。
LED灯具应用领域
室内照明
家庭、办公室、商场、酒店等室内场所的照明。
室外照明
道路、广场、公园、建筑物等室外场所的照明。
景观照明
城市夜景、园林景观、建筑立面等景观场所的照明。
特殊照明
舞台、影视、摄影、医疗等特殊场所的照明。
室外照明应用实例
道路照明
LED路灯具有高亮度、长寿命、节能环保等优点，成为现代城市道路照明的首选。
景观照明
LED灯具在公园、广场等公共场所的景观照明中，可塑造多样化的光影效果，提升城市形象。
建筑照明
LED灯具在建筑外墙、轮廓等部位的照明中，可展现建筑的美感和立体感。
特殊照明应用实例
健康照明理念

LED照明光学系统设计解读

LED照明光学系统设计解读LED照明光学系统设计是指通过优化LED光源的光学器件和光学结构，实现高效、均匀的光照分布和良好的照明效果的过程。

LED照明光学系统设计对于提高LED照明的亮度、能效、色温的一致性以及可靠性等方面具有重要的意义。

下面将从光源封装、光学透镜和反射杯、光学设计及照明效果等方面详细解读。

首先，光源封装是LED照明光学系统设计的基础。

光源的封装设计直接影响LED照明的亮度和能效。

高质量的封装材料和良好的封装工艺可以提高光源的光输出效率，并增加热散发。

同时，合理的封装设计可以有效控制光源的辐射角度和光照分布，实现良好的光照均匀性。

其次，光学透镜和反射杯是LED照明光学系统设计中常用的光学器件。

光学透镜的设计可以实现光束的聚光、散射和光线的整形等功能，从而控制光照的角度、亮度和分布。

反射杯主要通过反射作用，将光束从LED光源中折射出来，实现光的集中和扩散。

优化透镜和反射杯的结构和材料选择，可以减小光损耗、提高光透过率和控制光照角度，从而达到更高的照明效果和节能目标。

光学设计是LED照明光学系统设计的核心内容之一、光学设计通过光学模拟软件和实验测试手段，对照明光源、光学器件和光学结构进行合理的布置和调整，以实现最佳的光学效果。

光学设计的参数包括光源的位置、光束的角度、透镜的形状和材料等。

通过合理调整这些参数，可以实现均匀的光照分布和较高的亮度，并避免光照的盲点和温差。

最后，照明效果是衡量LED照明光学系统设计优劣的重要指标。

优秀的LED照明光学系统设计应该能够实现不同场景下的光照需求，包括光照的均匀性、亮度、色温和色彩还原指数等。

高质量的照明效果可以提高用户的舒适感和工作效率，同时也可以减少眩光、防止光污染、降低能耗和延长LED照明产品的使用寿命。

综上所述，LED照明光学系统设计是一项复杂而重要的工作。

光源封装、光学器件的优化、光学设计的合理布置以及良好的照明效果等都是实现高效、均匀照明的关键要素。

LED灯具光学基础知识课件

（图C、D）是自然界光环境接近的同样的光质量，对于人色温高、照度高明快类来说就变成了日常的光环境。离开了日常的光环境到非日常的光环境就会感觉不愉快。
色温高、照度低阴郁
LED灯具光学基础知识
37
积分球报告解读
相关色温
不同色温在不同风格的服装店铺的运用
LED灯具光学基础知识
LED灯具光学基础知识
3
光的基础知识
LED灯具光学基础知识
4
光的基础知识
➢ 直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播 ➢ 反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射
光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等” ➢ 折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内；折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，比值称为相对折射率
相关色温CCT 当光源的色品点不在黑体轨迹上，且光源的色品与某一温度下的黑体的色品最接近时，该黑体的绝对温度为此光源的相关色温，简称相关色温。
2700K
4300K
6400K
10000K
LED灯具光学基础知识
34
积分球报告解读
相关色温
色温-XY-UV色坐标换算公式
CCT 437n3 3601n2 6861n 5514.31 n (x 0.3320) /(y 0.1858)
LED灯具光学基础知识
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Φ、I、E、L关系
Φ
E
I
名称
符号
公式
光通量
Φ
Id
光强
I
I d
照度
E
E d
dA

led光学课程设计

led光学课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握LED光学的基本原理和应用，通过学习，学生应能：1.描述LED的基本结构和原理。

2.解释LED的光学特性及其影响因素。

3.分析LED的光效、色温和显色指数等关键参数。

4.设计和优化LED照明系统。

5.探讨LED在日常生活和工业中的应用和前景。

在技能目标方面，学生应：1.掌握使用相关仪器和软件进行LED光学性能测试和分析的能力。

2.能够进行基本的LED照明系统设计和优化。

在情感态度价值观目标方面，我们期望学生：1.认识LED技术在节能减排和可持续发展中的重要作用。

2.培养对LED技术的兴趣和好奇心，激发创新精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括LED的基本原理、光学特性、性能测试与分析、照明系统设计等。

具体安排如下：1.第四章：LED的基本原理和结构，包括LED的工作原理、类型和特性。

2.第五章：LED的光学特性，包括光效、色温和显色指数等。

3.第六章：LED性能测试与分析，包括测试方法和仪器。

4.第七章：LED照明系统设计，包括设计原则和实例。

三、教学方法为了提高教学效果，我们将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：用于讲解基本原理和概念。

2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生更好地理解LED照明的应用。

3.实验法：让学生亲自操作，进行LED性能测试和照明系统设计。

四、教学资源我们将提供丰富的教学资源，包括：1.教材：《LED光学基础》等相关书籍。

2.多媒体资料：PPT、视频、实验操作演示等。

3.实验设备：LED测试仪器、照明系统设计工具等。

通过以上教学资源，我们期望能够更好地支持教学内容的传授和学生能力的培养。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。

平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和回答问题的积极性等。

作业包括练习题和实验报告，用以巩固学生对知识的理解和应用。

考试包括期中和期末考试，用以全面评估学生的学习成果。

评估方式客观、公正，能全面反映学生的学习成果。

LED的光学介绍

LED的光学介绍导读：光学是物理学的一个分支，它研究光的特性和行为，包括光与物体的相互作用、用光仪器和测光仪器的构建。

标签：LED照明光学设计光谱光强LIDC2. LED 光学2.1 介绍光学是物理学的一个分支，它研究光的特性和行为，包括光与物体的相互作用、用光仪器和测光仪器的构建。

灯具是一种用来改变光源光分布、使光漫射或者改变光谱成分的装置，实现这一目的需要使用为特定光源设计制造的光学元件(反射器、漫射器、透镜等)和辅助部件(插座、引线、启辉器、镇流器等)。

灯具中还包含用来固定和保护光源及线路附件的部分。

图2.1.1：简化的LED灯具功能组合光学元件光学元件的主要功能是改变光源光通量强度分布和(或)使光漫射、改变其光谱成分。

不同几何结构的光学元件能产生不同的光强分布曲线(LIDC)。

使用光学元件的目的:改变光源光通量的分布，规束它或者打散它;减少观察者能够感受到的一定角度内的亮度–限制眩光;改变光源发射的光谱–滤光。

光强分布曲线——LIDC近似点光源在各方向的光强度进行测量，用矢量在以光源为中心的空间中加以标注，再将各个矢量的终点连接，就能得到该平面的光亮度表面(注：这是一个3D表面)。

在计算中，通常只需要知道3D表面中几个特定截面的数值分布就够了，这些截面通常都是通过光源中心的。

这样，我们就得到了极坐标下的光强分布曲线。

图2.1.2：标准(EN13032-1)光强分布曲线截面体系。

LIDC通常显示在一个通过光源或灯具中心的平面上。

最常用的光束面是C-γ(注：意即我们常说的C平面)，它的轴线垂直于灯具的主出光面。

制作光强分布曲线图时，光强度值统一按1000lm的光源光通量来表示，这是为了使灯具的光强分布曲线不受所用光源的光通量的影响。

照明空间要求使用不同的配光曲线来达到特定应用或视觉作业的标准(见图2.1.3和2.1.4)。

以下是一些有着不同光学元件的灯具，他们可以适用于各种不同的需求。

图2.1.3：光强分布曲线的基本形状图2.1.4：光强分布曲线的基本方向光学元件的效率—— LOR(Luminaire Output Ratio)公式如下:光学元件的效率等于灯具光通量和所有光源的总光通量之比。