编辑手记：
近日，成都恒坤光电科技有限公司总工程师周礼书在云知光学堂直播平台，做了《关于基于LED灯具的光学设计与应用》主题的分享，其中包括：LED灯具的光学指标及其物理意义；LED灯具光学指标、光源与光学结构之间的关系；LED灯具配光设计及应用；关于灯光的应用及灯具发展的思考。今天让我们看看有哪些实用干货吧！
讲师
周礼书
成都恒坤光电科技有限公司总工程师
1
LED灯具的光学指标及其物理意义
这个情景下被照场景亮度就是黄色箭头表示的反射进入人眼的部分光
亮度这个指标在灯具的应用上实际包含两重含义，一个含义是我们在前面讲的灯具的出光亮度，另外一个含义是被照场景的亮度，它指灯具发出的光照在物体或地面上，再反射出来进入人眼的部分光，这方面在室内照明无硬性规定，但在户外照明有明确要求。
2
荧光粉的涂布：
荧光粉的厚度、边界荧光粉区域的宽窄及形状都是影响配光设计与光品质量重要因素之一。
配光曲线：
描述光源在空间不同方向绝对或相对发光能力反映光源远场光强分布信息，与光源ies文件相应。
拉氏不变量：
光源上面发出的每一根光线，无论通过怎样的光学变换，出射角度的正弦值与出射高度成反比，也就是说出射高度决定了出射角度。
针对灯具的最小角度，存在一个最下理论评估口径
灯具的光学设计是多重条件下的平衡取舍
在给定的约束条件下（光源、口径、高度、效率），尽量实现光学指标，如果实现不了，就做取舍平衡；
在实现光学指标的前提下，变换透镜的结构形式，做光斑分布调整平衡；
在满足光学指标、光斑分布的前提下，变换透镜的结构形式，在美观与新颖方面进行突破；
材料成本与工艺成本的平衡。
3
实现控光的几种典型方式
•有3个控光自由度，入射面、材料折射率、出射面；
•对于远场为圆形光斑，透镜多为轴对称体，设计相对简单；
•对于远场非圆形光斑，相应的透镜为非轴对称体，特别是对于一些大偏光分布，设计会变得很复杂；
•透镜效率高；
•单透镜折光能力有限；
•存在界面反射,不利于眩光的控制。
反光罩+透镜
折射、全反射复合控光透镜
•光源发出的光线分为两部分，小角度部分通过中间凸透镜汇聚出射，大角度部分通过折射进入透镜体，然后经侧面全反射控制角度，最后从出光面射出；
•对LED光源发出的所有光线都能进行有效的管控，透镜效率高；
•改变透镜的结构形式，可以变化出多种光斑形式；
•存在界面反射杂光。
结构件内壁的反光
•光线来源于透镜界面反射光线、设计过程中主动丢弃的光线、加工装配误差溢出的杂光。•这部分光线通常能量较小，通常以背景光的形式出现在照明光场中，但也不排除由于灯具内壁采用镜面高反材质配以特定结构从而严重影响光斑质量的情况。
•解决办法：内壁涂黑、内壁处理成漫反射面、进行精准的光学评估。
灯具前端防眩遮光罩的反光
•光线可能来源于正常出射光线，也有可能来源于界面反射光线，表现为灯具正照射时光斑存在杂光亮环，灯具擦墙照射时边缘分层，严重影响照明效果。
•使用黑光罩吸收。
•使用漫反射罩弱化。
•灯具方案规划初期，对遮光罩进行整体光学评估优化，尽量减少光线投射到反光罩上，让反射光线受控，使其较好地融入到主光斑里。
4
关于灯光的应用及灯具发展的思考
照明的目的
人眼相当于精密可自动调焦、自动调光圈的摄相机
•颜色表征来自于物体光线的波长组合及相对强度的量。
•对比度表征不同观察物体亮度相对差异。
•分布不合理，在人眼的主要视角范围内。
•反差太大，对比太强烈。
•增大有效出光口径，合理分配能量与空间。
间接照明的防眩
缺点：通常反光区域材质特性为朗伯漫反射，产生大量大角度眩光。
解决：把反光区域作为光学器件设计，使出光强度、角度受控。
以人为本的灯光设计道路漫长
•灯具设计的理念转变（光学与结构相结合的设计，灯具是否应越小越好）。
•灯具输出光学文件信息的全面性（波长信息、出光面亮度信息）。
•被照射物体的光学特性（反透射率、反透射光线角度分布特性、对波长的选择特性）。
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