LED照明光学系统设计 ppt课件
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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
LED照明简介ppt课件
Bridgelux Confidential
© 2010 Bridgelux, Inc.
Bridgelux Confidential
LED目前应用的范围
通讯业 : 手机被光源及按键光源,指示灯 汽车业 : 第三煞车灯,方向灯,尾灯,侧灯,车内 室内灯,阅读灯,仪表板背光源 交通号志 : 红绿灯,行人号志灯,施工警示灯, 车道分隔标示,跑道灯,讯息指示 显示广告牌 : 全彩广告牌,车站,航空站,室内 外显示广告牌 照明业 : 庭园灯,造景灯,室内外商业，装饰照 明 红外线LED : 遥控器,无线传输,光纤通讯 装饰品 : 圣诞灯,光棒, 广告业 : Channel letter,灯箱等
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利用p型材质(电洞)及n型材质(电 子)，通入顺向电压，电子与电洞 于pn接面结合而产生光
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LED材料产生之波长范围
InGaN Color Range
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將3原色裝成一組
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如何制造出白光
Blue Chip
Phosphor
Blue
Peak
Green
Red Peak
Peak
470 525 590 630 (nm)
以R,G,B混出白光
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LED照明配光系统设计及加工生产培训课件(PPT 16页)
二次光学设计 就是将经过一次透镜后的光再通过一个光学透镜改变它的光学性能。二次透镜
的功能是将LED的大角度光（一般为90-120度）再次聚光成5度至80度任意想要得到的角度， 光场的分布主要可分为：圆形、椭圆形、矩形；一般用光学级PMMA或者PC為材料，在特殊 情况下可选择玻璃。
設計源於生活 生活需要設計
1
LED照明配光系統設計及加工生產
➢LED光学设计分類: ➢LED光學件常用材质介绍 ➢LED照明配系統設計步驟 ➢LED透镜的模具加工 ➢LED透镜的用料及生产
設計源於生活 生活需要設計
MAOSHENG_LIANG
26.06.2020
LED光学设计分類:
2
LED照明零组件在成为照明产品前，一般要进行两次光学设计。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。配光CPC設計原理法;TLP原理設 計法以及我現用設計透鏡的TIR原理設計法等;
MAOSHENG_LIANG
26.06.2020
配光曲线:
8
配光曲线
設計源於生活 生活需要設計
MAOSHENG_LIANG
26.06.2020
配光曲线:
9
配光曲线
設計源於生活 生活需要設計
MAOSHENG_LIANG
26.06.2020
LED光學件常用材质介绍：
10
PMMA 1.光学级PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：亚克力）。 2.塑胶类材料，优点：生产效率高（可以通过注塑、挤塑完成）；透光率高（3mm
MAOSHENG_LIANG
26.06.2020
的功能是将LED的大角度光（一般为90-120度）再次聚光成5度至80度任意想要得到的角度， 光场的分布主要可分为：圆形、椭圆形、矩形；一般用光学级PMMA或者PC為材料，在特殊 情况下可选择玻璃。
設計源於生活 生活需要設計
1
LED照明配光系統設計及加工生產
➢LED光学设计分類: ➢LED光學件常用材质介绍 ➢LED照明配系統設計步驟 ➢LED透镜的模具加工 ➢LED透镜的用料及生产
設計源於生活 生活需要設計
MAOSHENG_LIANG
26.06.2020
LED光学设计分類:
2
LED照明零组件在成为照明产品前，一般要进行两次光学设计。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。配光CPC設計原理法;TLP原理設 計法以及我現用設計透鏡的TIR原理設計法等;
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26.06.2020
配光曲线:
8
配光曲线
設計源於生活 生活需要設計
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26.06.2020
配光曲线:
9
配光曲线
設計源於生活 生活需要設計
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26.06.2020
LED光學件常用材质介绍：
10
PMMA 1.光学级PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：亚克力）。 2.塑胶类材料，优点：生产效率高（可以通过注塑、挤塑完成）；透光率高（3mm
MAOSHENG_LIANG
26.06.2020
LED照明光学系统设计
光学系统用来重新分配光源光通量在空间的分布，光 源发出的光线通过光学系统后在照明平面上产生特定分布 。照明光学系统由于对像差要求不高，所以一般只需校正 球差，一般把最后一个面设计成非球面，来减少和校正系 统球差。
第22页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计方法 （3）照明平面设计方法
序列光线追迹主要应用于成像光学系统，如optical Research Associates研制的大型光学软件CODE V。
成像光学系统如照相机、望远镜等通常采用序列光线 追迹来设计。
第15页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
§7.3 LED照明数据与计算
一. 计算照明系统在被照面上产生的照度 照度的计算方法通常有:
利用系数法、 概算曲线法、 比率法、 逐点计算法。
第29页/共1Biblioteka 5页§7.3 LED照明数据与计算
一. 计算照明系统在被照面上产生的照度 逐点计算法是指逐一计算照明器对照度计算点的点照
度，然后进行叠加，得到其总照度的计算方法。 所谓点照度就是入射到包含这点的面元上的光通量与
第20页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计原理 （1）光源设计方法
在照明光学系统中引入计算机模拟，光源可以用光线 数量(单位立体角内)、光线长度、光线方向矢量和光线与 光轴的夹角来表示。
第21页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计方法 （2）光学系统设计方法
第10页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
第22页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计方法 （3）照明平面设计方法
序列光线追迹主要应用于成像光学系统，如optical Research Associates研制的大型光学软件CODE V。
成像光学系统如照相机、望远镜等通常采用序列光线 追迹来设计。
第15页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
§7.3 LED照明数据与计算
一. 计算照明系统在被照面上产生的照度 照度的计算方法通常有:
利用系数法、 概算曲线法、 比率法、 逐点计算法。
第29页/共1Biblioteka 5页§7.3 LED照明数据与计算
一. 计算照明系统在被照面上产生的照度 逐点计算法是指逐一计算照明器对照度计算点的点照
度，然后进行叠加，得到其总照度的计算方法。 所谓点照度就是入射到包含这点的面元上的光通量与
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§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计原理 （1）光源设计方法
在照明光学系统中引入计算机模拟，光源可以用光线 数量(单位立体角内)、光线长度、光线方向矢量和光线与 光轴的夹角来表示。
第21页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计方法 （2）光学系统设计方法
第10页/共135页
§7.2 LED照明光学系统的设计原理
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
17
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照明设计及应用PPT
Minolta CS-200
QC Bench
能够测量MTF,焦距，F数，后节 距，成像质量，场曲，变形等等
QC Bench
THE HONG KONG
POLYTECHNIC UNIVERSITY 香港理工大學
7
精密注塑设备
一台精密电动注塑机（Toyo Si 80 ），两台液 压精密注塑机（ Arburg 270U and Battenfeld HM250/60 ），这些注塑设备可以注塑球面 、 非球面、自由曲面光学镜片。
二次自由曲面光学于LED照明的优势
• • • • • • • 由自由曲面光学产生的光斑能够满足国家道路照明标准。 通过二次光学设计光损可以减少。 有效分配光能。 能够得到超过90%的光效率。 节能可以超过75%。 均匀性可以达到70%-80%。 眩光现象得意避免。
15
案例Ｉ-用于车灯照明的自由曲面光学
31
装配好准直镜的LED路灯模拟图 ( 工程项目 I )
道路照明范围:8mx25m 均匀度：40% 照度分布
光线追迹结果
光线追迹结果
32
开发的LED路灯实际测试（工程项目Ｉ）
XY方向光强分布
光强分布
道路照度分布
测试数据通过了国家城镇道路照明标准
33
为LED路灯设计的先进光学元件 ( 工程项目 II )
LED 路灯
• LED 数量: 72 片 1W。
• 应用: 二级公路，商业区及公园 。 • 路灯安装高度: 8米 。 • 路灯间距: 25米。 • Road width道路宽度: 9米（2.5 车道）。 • 路灯光斑: 25米 x 9米。
• 使用LED路灯能够每年节约1.9亿 千瓦电，节约1.3亿元人民币。
QC Bench
能够测量MTF,焦距，F数，后节 距，成像质量，场曲，变形等等
QC Bench
THE HONG KONG
POLYTECHNIC UNIVERSITY 香港理工大學
7
精密注塑设备
一台精密电动注塑机（Toyo Si 80 ），两台液 压精密注塑机（ Arburg 270U and Battenfeld HM250/60 ），这些注塑设备可以注塑球面 、 非球面、自由曲面光学镜片。
二次自由曲面光学于LED照明的优势
• • • • • • • 由自由曲面光学产生的光斑能够满足国家道路照明标准。 通过二次光学设计光损可以减少。 有效分配光能。 能够得到超过90%的光效率。 节能可以超过75%。 均匀性可以达到70%-80%。 眩光现象得意避免。
15
案例Ｉ-用于车灯照明的自由曲面光学
31
装配好准直镜的LED路灯模拟图 ( 工程项目 I )
道路照明范围:8mx25m 均匀度：40% 照度分布
光线追迹结果
光线追迹结果
32
开发的LED路灯实际测试（工程项目Ｉ）
XY方向光强分布
光强分布
道路照度分布
测试数据通过了国家城镇道路照明标准
33
为LED路灯设计的先进光学元件 ( 工程项目 II )
LED 路灯
• LED 数量: 72 片 1W。
• 应用: 二级公路，商业区及公园 。 • 路灯安装高度: 8米 。 • 路灯间距: 25米。 • Road width道路宽度: 9米（2.5 车道）。 • 路灯光斑: 25米 x 9米。
• 使用LED路灯能够每年节约1.9亿 千瓦电，节约1.3亿元人民币。
LED照明基础培训课件(PPT 64页)
29.10.2019
19
白光LED产生----多芯片
29.10.2019
20
LED常用词汇总结
• 1.光通量φ：发光体每秒钟所发出的光量的总和。单位： 流明（Lm），表示发光体发光的多少，发光愈多流明数 愈大。
• 2.光 强I：发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通 量。单位：坎德拉（cd）。
不宜
3-150
220
不宜调光
极低
直流12-36V
多种形式
发热量 极高 高 较高 较高 较低 高 低 极低
可靠性 低
宜室内 较好 低 较好 低 低 极高
使用寿命 （h） 3000 3000 6000
5000-8000 10000 3000 5000 100000
LED光源在性能方面远远优于其他光源！！！
• 3.照 度E：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。 单位：勒克斯（Lux）=流明Lm/面积m2。
• 4.亮 度L：发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光 通量。单位：尼脱（mcd）。
• 5.光 效：电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量 除以耗电量来表示。单位：每瓦流明（Lm/w）。
• 6.平均寿命：指一批灯至50%的数量损坏时的小时数。单
29.1位0.20：19 小时（h）。
21
LED常用词汇总结
• 7.经济寿命：在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的 状况下，其综合光束输出减至特定的小时数。室外的光源 为70%，室内的光源为80%。
• 双芯片可由蓝 LED+黄LED、蓝LED+黄绿LED以及蓝绿LED+ 黄LED制成,此种器件成本比较便宜,但由于是两种颜色LED形 成的白光,显色性较差,只能在显色性要求不高的场合使用。
《LED照明技术》课件
多样化应用
展示LED照明技术在住宅、商业、路灯等领域的广泛应用。
LED照明技术的发展趋势
1
更高亮度
说明LED照明技术持续提升光效和亮
更低成本
2
度，满足各种不同需求。
讨论LED照明技术因技术进步和规模
经济效应而逐渐变得更具竞争力。
3
智能化控制
展望LED照明技术通过智能控制系统 实现更复杂的照明效果。
《LED照明技术》PPT课件
了解LED照明技术
简要介绍LED照明技术的定义和背景，以及它在照明行业中的重要性。
LED照明技术的原理
深入探讨D照明技术的工作原理、发光机制以及半导体材料的角色。
LED照明技术的优势和应用
节能环保
分析LED照明技术在能源效率和环境可持续性方面的优势。
寿命长
介绍LED照明技术的寿命长久以及与传统照明方式的对比。
总结和讨论
回顾LED照明技术的关键概念和应用，以及对未来发展的展望，对参与者进行总结和讨论。
LED照明技术的市场前景
分析全球LED照明技术市场的增长潜力和未来趋势，以及所带来的商机。
LED照明技术的环境影响
能源节约
对比LED照明技术与传统照 明方式在能源消耗和环境污 染方面的差异。
废物处理
探讨LED照明器件对环境造 成的废物处理和循环利用的 挑战。
光污染
讨论LED照明技术带来的光 污染问题及其对生态系统的 影响。
展示LED照明技术在住宅、商业、路灯等领域的广泛应用。
LED照明技术的发展趋势
1
更高亮度
说明LED照明技术持续提升光效和亮
更低成本
2
度，满足各种不同需求。
讨论LED照明技术因技术进步和规模
经济效应而逐渐变得更具竞争力。
3
智能化控制
展望LED照明技术通过智能控制系统 实现更复杂的照明效果。
《LED照明技术》PPT课件
了解LED照明技术
简要介绍LED照明技术的定义和背景，以及它在照明行业中的重要性。
LED照明技术的原理
深入探讨D照明技术的工作原理、发光机制以及半导体材料的角色。
LED照明技术的优势和应用
节能环保
分析LED照明技术在能源效率和环境可持续性方面的优势。
寿命长
介绍LED照明技术的寿命长久以及与传统照明方式的对比。
总结和讨论
回顾LED照明技术的关键概念和应用，以及对未来发展的展望，对参与者进行总结和讨论。
LED照明技术的市场前景
分析全球LED照明技术市场的增长潜力和未来趋势，以及所带来的商机。
LED照明技术的环境影响
能源节约
对比LED照明技术与传统照 明方式在能源消耗和环境污 染方面的差异。
废物处理
探讨LED照明器件对环境造 成的废物处理和循环利用的 挑战。
光污染
讨论LED照明技术带来的光 污染问题及其对生态系统的 影响。
LED照明技术教学课件
LED照明器件的基本原理
电致发光
通过电流作用下的PN结使电子和空穴复合发光。
半导体材料
LED照明使用的是半导体材料，如GaN、GaAs等。
能带结构
材料的能带结构决定了LED的发光特性。
LED照明的颜色与亮度控制
通过控制材料的成分和结构，LED可以发出不同颜色的光。亮度控制可通过驱 动电流的改变实现。
LED照明行业现状及竞争状况
LED照明行业竞争激烈，技术不断升级，市场格局发生变化。了解行业现状和 竞争状况对企业发展至关重要。
LED照明技术之三原色基础知识
LED照明中的三原色基础知识是理解彩色LED照明原理和应用的基础，包括红色、绿色和蓝色。
LED照明与智慧城市发展
智慧城市发展进程中，LED照明作为基础设施之一，发挥着重要的作用，提升城市的能源效率和环 境质量。
LED照明的未来发展和趋势
LED照明技术将持续发展，未来趋势包括更高的亮度、更低的成本、更智能的控制和更多的创新应 用。
LED照明技术的发展历程
LED照明技术经历了多年的发展和突破，从最初的红色LED到今天的多彩LED应 用，一路走来取得了巨大的进步。
LED照明的产业链分析
LED照明产业链涉及到材料供应商、芯片制造商、封装厂商、照明设备制造商等多个环节。
LED照明与环保
LED照明可以降低能源消耗和碳排放，为环保事业做出贡献。同时，LED照明 还可以减少污染和光害。
LED照明的应用领域
家庭照明
LED照明在家庭中的应用广 泛，如吊灯、台灯、筒灯 等。
商业照明
商业场所常使用LED照明， 如商店、酒店、办公楼等。
户外照明
公共场所的路灯、景观照 明等都可以采用LED照明解 决方案。
光学设计 第14讲 LED灯具光学
经济效益：
环境效应
2、LED道路照明基础
目的：
为驾驶者和行人提供良好的视觉条件 特别是为机动车驾驶者提供安全的视觉条件
道路照明现状 高压钠灯和金属卤化物灯
缺 点：
灯具直接照射的方向上照度高，存在 过度照明的现象
此类灯具反射器的效率仅为：50-60%， 总体效率低，不超过70%
3、道路照明的质量评价
距离/m 亮度 Cd/m2
40 80-46 30 50-30 20 30-20
1.0
过渡段
距离 亮度
/m
Cd/m2
40 46-4.5
30 30-2.3
20 20-1.5 1.0
4、LED在道路照明中的优势及难点
1）光效高、能耗低 2）瞬时启动 3）寿命长 4）显色性好 5）便于光学设计 6）便于调光控制 7）总成比低
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
3
2
15
5
3
7.5
1.5
1.5
10
3
2
5
1
1
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
距离 亮度 /m Cd/m2
80
40 80
60
25 50
40
15 30
20及以下
1
适应段
从上述测试可以看出，现有的国内LED路灯只能初步 满足道路照明标准对次干道的要求，离符合主干道的 所要求的各项光学指标还有一段距离。
例：路灯设计
LED路灯设计及趋势
自由曲面透镜的设计：结合边缘光线原理及曲面控 制网格的节点法线矢量的匹配法，使配光曲线呈蝙蝠翼 分布，符合道路照明标准。
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。
LED照明设计方案ppt课件
4、简易公式
＝ ⑵ 蓄电池 容量
用电器功率×用电时间 ×连续阴雨天数×设计系数(1.6～2.4)
系统电压
五类地区
设计系数取值对照 四类地区
2.4
2.2
2021/2/26
三类地区 二类地区
一类地区
2.0
1.8
精品课件
日照峰值越差
系数取值越高
1.6
13
太阳能灯具的安装要求
大屏幕显
□ 太阳能电池组件应当安装在周围无高大示建屏筑物、树木等遮挡
太阳光线的地方；
□ 在第一次使用前，应先将蓄电池的电量充满再出厂，以补充
用蓄 □户电在键池安பைடு நூலகம்装时时间，的太自阳放组电件；心须面朝正南方向。安装倾角一般为安 装盘所在地的纬度为宜。
□ 充放电控制器应选择与蓄电池一起安放，便于维护管理。并注
意防水、防潮、防盐雾、防酸碱气。
蓄电池和太阳
外□ □ 方端接式蓄控口连线电制接池系。安统装本位着置先选 接择 蓄应 电考 池虑 、环 再境 接温 负度 载及 ，透 最气 后等 接因 太板素阳反。能接组指件的示
2021/2/26
精品课件
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配置设计
4、简易公式
＝ × ⑴ 太阳电池 组件功率
用电器功率×用电时间 当地日平均峰值日照时间数
设计系数（1.6～2.4)
五类地区
设计系数取值对照 四类地区
2.4
2.2
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三类地区 二类地区
一类地区
2.0
1.8
精品课件
日照峰值越差
系数取值越高
1.6
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配置设计
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精品课件
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LED照明光学系统设计
7.1 LED照明光学系统设计CAD软件 7.2 LED照明光学系统的设计原理 7.3 LED照明数据与计算 7.2 LED照明光学系统的选择 7.3 LED矿灯设计 7.4 应用于博物馆文物展示的白光LED照明系统设计 7.5 白光LED射灯设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
LED照明光学系统设计
LED光学系统设计包括LED发光管内的光学设计和LED 发光管外的光学设计，前者通常称为一次光学设计，而后 者则称为二次光学设计。
成像光学系统如照相机、望远镜等通常采用序列光线 追迹来设计。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
序列光线追迹的光线入射到系统中的每一个光学表面 的顺序都是已知的，即光线必须首先入射到系统第一个透 镜的前表面，然后入射到后表面，直至最后入射到系统的 像平面。
目前，国际上在照明工程、组织光学、LED设计及应 用等众多领域中已经大量采用该软件进行计算机辅助设计
LED照明光学系统设计
2. AASP ASAP是Breault Research organization研制的一套不
受限制的、非序列光线追迹软件。 它具有对物理光学、成像系统和照明系统进行建模分
析的强大功能，它的图形工具允许用户进行截面分析，或 者对几何模型、光线追迹、分析结果进行三维演示。 AASP还可以分析散射、衍射、反射、折射、吸收、偏振 、非序列光线追迹和高斯光束传播。
以在视场中心和边缘选取几个抽样点，追迹光线到相应的 像点，用垂轴像差、点列图或光学传递函数对系统的成像 质量进行评价。
LED照明光学系统设计
1. LED照明光学系统的构成 而照明光学系统没有物象共扼关系，照明区域中任意
一点的照度都是由光源上许多点发出的光能，通过照明系 统分配后叠加形成的，故而无法套用成像系统的分析和评 价方法，
LED照明光学系统设计
1. LED照明光学系统的成 LED照明光学系统属于非成像光学系统，必须考虑物
方空间的亮度分布，光源的形状以及象方亮度分布特性。 成像光学系统在像方一般是成一个平面像，照明光学系统 需要照亮的往往是一个立体空间。
LED照明光学系统设计
1. LED照明光学系统的构成 成像光学系统的物象空间有点对称的共扼关系，故可
因此一般来说照明光学系统包括:光源、光学系统、 照明平面。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 对绝大多数照明光学系统来说，对照明面的要求多是
光照度的要求。 因此，计算光源发出的光线通过光学系统后在照明面
上产生的光照度分布是十分必要的。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 常用的计算光照度的方法是，用一个二维阵列把目标
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
序列光线追迹相对于非序列光线追迹来说，它比较直 观，每一条所追迹的光线通过系统各个表面的顺序是既定 的。
因此在成像光学系统中，通常只需要计算几条光线就 可以确定整个光学系统的性能。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （2）. 非序列光线追迹
3. Lighttoo1s 由于Lighttools把光学和机械元件集合在统一的体系下
处理，并配有“放置”光源、发射光线的非序列追迹强大 功能，使它在系统初步设计、复杂系统设计规划、光机一 体设计、杂光分析、照明系统设计分析、单位各部门间学 术交流和数据交换、课题论证或产品推广等各环节中发挥 重要的作用。
面分成许多小的区域，光线从光源的不同点发射出来，通 过光学系统后投射到目标面上，即光线追迹。
在目标面的每一个小区域内都能接收到一定数量的光 线，通过每个光线数目的多少来确定整个照明面上的光照 度分布。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 光线在LED照明光学系统内的传播遵循几何光学的反
LED照明光学系统设计
3. Lighttools Lighttools是optical Research Associates研制的一套
全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系，它 提供最现代化的手段直接描述光学系统中的光源、透镜、 反射镜、分束器、衍射光学元件、棱镜、机械结构以及光 路。
LED照明光学系统设计
射定律和折射定律。 根据光线在光学系统内的传播方式的不同，通常光线
追迹分为两类： 序列光线追迹 非序列光线追迹
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
序列光线追迹主要应用于成像光学系统，如optical Research Associates研制的大型光学软件CODE V。
非序列光线追迹主要应用于非成像光学系统，如照明 光学系统、投影光学系统、组织光学等。
因此，LED照明光学系统设计主要指的是LED发光外 的二次光学设计。
LED照明光学系统设计
计算机辅助设计(CAD)技术的飞速发展，使得照明光 学系统的研究方法发生了巨大的变化，这主要表现在光学 机构仿真软件在照明产业中的普及。
目前，国际上采用的照明光学系统的设计软件主要下 面有三种:
LED照明光学系统设计
LED内通常由芯片、反射杯和透明环氧树脂制成的光 学透镜组成。LDE芯片、反射杯和透镜的几何形状决定了 LED出光后的空间光强分布。
LED照明光学系统设计
LED发光管外的二次光学设计主要是根据不同的实际 应用需求使LED出光后的空间光强分布发生改变，即光能 量的分布发生变化，从而更有效、更合理地利用有限的光 能量。
TarcePro光学机构仿真软件、 AASP高级系统分析程序、 Lighttoo1s照明系统设计软件。
在我国大陆用的较多的是TarcePro ，而台湾地区则以 AASP较为流行。
LED照明光学系统设计
1. TarcePro TarcePro是Lambda Research研制的一套以符合工业
标准的Aels固体建模引擎为核心所发展出来的光学机构仿 真软件，是一套结合了真实固体模型、强大光学分析功能 、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件，它可 将真实立体模型与光学分析紧密结合起来。
7.1 LED照明光学系统设计CAD软件 7.2 LED照明光学系统的设计原理 7.3 LED照明数据与计算 7.2 LED照明光学系统的选择 7.3 LED矿灯设计 7.4 应用于博物馆文物展示的白光LED照明系统设计 7.5 白光LED射灯设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
LED照明光学系统设计
LED光学系统设计包括LED发光管内的光学设计和LED 发光管外的光学设计，前者通常称为一次光学设计，而后 者则称为二次光学设计。
成像光学系统如照相机、望远镜等通常采用序列光线 追迹来设计。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
序列光线追迹的光线入射到系统中的每一个光学表面 的顺序都是已知的，即光线必须首先入射到系统第一个透 镜的前表面，然后入射到后表面，直至最后入射到系统的 像平面。
目前，国际上在照明工程、组织光学、LED设计及应 用等众多领域中已经大量采用该软件进行计算机辅助设计
LED照明光学系统设计
2. AASP ASAP是Breault Research organization研制的一套不
受限制的、非序列光线追迹软件。 它具有对物理光学、成像系统和照明系统进行建模分
析的强大功能，它的图形工具允许用户进行截面分析，或 者对几何模型、光线追迹、分析结果进行三维演示。 AASP还可以分析散射、衍射、反射、折射、吸收、偏振 、非序列光线追迹和高斯光束传播。
以在视场中心和边缘选取几个抽样点，追迹光线到相应的 像点，用垂轴像差、点列图或光学传递函数对系统的成像 质量进行评价。
LED照明光学系统设计
1. LED照明光学系统的构成 而照明光学系统没有物象共扼关系，照明区域中任意
一点的照度都是由光源上许多点发出的光能，通过照明系 统分配后叠加形成的，故而无法套用成像系统的分析和评 价方法，
LED照明光学系统设计
1. LED照明光学系统的成 LED照明光学系统属于非成像光学系统，必须考虑物
方空间的亮度分布，光源的形状以及象方亮度分布特性。 成像光学系统在像方一般是成一个平面像，照明光学系统 需要照亮的往往是一个立体空间。
LED照明光学系统设计
1. LED照明光学系统的构成 成像光学系统的物象空间有点对称的共扼关系，故可
因此一般来说照明光学系统包括:光源、光学系统、 照明平面。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 对绝大多数照明光学系统来说，对照明面的要求多是
光照度的要求。 因此，计算光源发出的光线通过光学系统后在照明面
上产生的光照度分布是十分必要的。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 常用的计算光照度的方法是，用一个二维阵列把目标
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
序列光线追迹相对于非序列光线追迹来说，它比较直 观，每一条所追迹的光线通过系统各个表面的顺序是既定 的。
因此在成像光学系统中，通常只需要计算几条光线就 可以确定整个光学系统的性能。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （2）. 非序列光线追迹
3. Lighttoo1s 由于Lighttools把光学和机械元件集合在统一的体系下
处理，并配有“放置”光源、发射光线的非序列追迹强大 功能，使它在系统初步设计、复杂系统设计规划、光机一 体设计、杂光分析、照明系统设计分析、单位各部门间学 术交流和数据交换、课题论证或产品推广等各环节中发挥 重要的作用。
面分成许多小的区域，光线从光源的不同点发射出来，通 过光学系统后投射到目标面上，即光线追迹。
在目标面的每一个小区域内都能接收到一定数量的光 线，通过每个光线数目的多少来确定整个照明面上的光照 度分布。
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 光线在LED照明光学系统内的传播遵循几何光学的反
LED照明光学系统设计
3. Lighttools Lighttools是optical Research Associates研制的一套
全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系，它 提供最现代化的手段直接描述光学系统中的光源、透镜、 反射镜、分束器、衍射光学元件、棱镜、机械结构以及光 路。
LED照明光学系统设计
射定律和折射定律。 根据光线在光学系统内的传播方式的不同，通常光线
追迹分为两类： 序列光线追迹 非序列光线追迹
LED照明光学系统设计
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
序列光线追迹主要应用于成像光学系统，如optical Research Associates研制的大型光学软件CODE V。
非序列光线追迹主要应用于非成像光学系统，如照明 光学系统、投影光学系统、组织光学等。
因此，LED照明光学系统设计主要指的是LED发光外 的二次光学设计。
LED照明光学系统设计
计算机辅助设计(CAD)技术的飞速发展，使得照明光 学系统的研究方法发生了巨大的变化，这主要表现在光学 机构仿真软件在照明产业中的普及。
目前，国际上采用的照明光学系统的设计软件主要下 面有三种:
LED照明光学系统设计
LED内通常由芯片、反射杯和透明环氧树脂制成的光 学透镜组成。LDE芯片、反射杯和透镜的几何形状决定了 LED出光后的空间光强分布。
LED照明光学系统设计
LED发光管外的二次光学设计主要是根据不同的实际 应用需求使LED出光后的空间光强分布发生改变，即光能 量的分布发生变化，从而更有效、更合理地利用有限的光 能量。
TarcePro光学机构仿真软件、 AASP高级系统分析程序、 Lighttoo1s照明系统设计软件。
在我国大陆用的较多的是TarcePro ，而台湾地区则以 AASP较为流行。
LED照明光学系统设计
1. TarcePro TarcePro是Lambda Research研制的一套以符合工业
标准的Aels固体建模引擎为核心所发展出来的光学机构仿 真软件，是一套结合了真实固体模型、强大光学分析功能 、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件，它可 将真实立体模型与光学分析紧密结合起来。