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编辑手记:

前几天,道长章道波给我们分享了对于洗墙灯来说,什么样的配光最好?筒灯、射灯、投光灯等灯具用什么样的配光最好?等干货文章,获得了大家的一致好评。今天,道长将为大家举例说明在 LED 照明,有哪些配光特点和手段。


本周末,道长将在上海开讲《LED光学应用》,想要了解光学应用设计的产品经理和照明设计师就可以直接参与课程众筹,面对面听道长给你科普哦!


章道波(道长) 

云知光学堂特邀讲师

照明工程师

20年照明行业经验


开篇,先给大家温习一下8种光型:


▲光形总览


以上1-8种是总结的光形,从结构上来说,它基于形状几何和递变,但是需要把视觉几何的因素给抛开。其缺省条件是灯具垂直向下在水平面上形成的明暗分布图。


实际的光形千变万化,基本光形分类有什么意义?


光形的生成



配光光型是决定光形的核心因素。从通常的意义上来说就是指灯的配光,大家熟悉的就是灯的配光曲线,曲线是一个平面的概念,形是一个立体的概念,那么一个平面的概念到底能不能转化为一个立体的概念呢?


▲组合配光结果示意图


▲整体效果示意图


配光层级


我们通常所称配光是指灯具层面的,事实上随着 LED 照明技术的发展,灯具的定义越来越复杂,配光也越来越复杂化。目前我们可以将配光分为四个层级:单元级、模组级、灯具级和系统级。


灯具级的配光组合称为复合配光,系统级的配光组合称为组合配光。复合配光属于灯具特性,需要进行光型分析和命名,而组合配光属于系统应用,可不做光型分析和命名。


LED 配光的特点


LED 不是大势所趋,而已经是主流。LED 大部分用透射配光,而不是反射配光,那么它跟传统光源配光有什么不同?


▲半球面出光,若反射配光,正反射,则控制能力低


△背反射,则可能有暗区或者体积庞大


基板、电器元器件和散热器件会影响光路,导致控光器件的结构复杂。


针对集成封装式 LED,考虑其非点光源,无论反射配光还是透射配光,体积可能庞大到不实用。


在 LED 时代,更多采用透射配光。



看到这个知道大概是什么样的配光吗?配光的类型有什么?


分布式配光
01


单个透镜或反射器是无法完成整灯的配光。在透镜中做配光是目前最常用的方式,实际上有四种不同的层级需要了解,从应用角度出发,在封装级如果实现配光将是我们整个照明行业的一大福音。



配光多层化
02


① 封装级配光

② 模组级配光

③ 灯具级配光

④ 系统级配光



配光的近与远
03


① LED 整灯配光不等于 LED 模组配光,反之亦然

② 距离可能改变整灯的配光




配光的小与大
04


① LED 单体很小,但要实现精确配光的部件却可能很大

② 整灯的面积却可能很大

③ 面积在室内照明往往很重要


配光手段


配光透镜
01


非成像光学的研究基础比较薄弱,非球面透镜的曲面设计本身不是太难,但要同时控制立体角上的光能分布目前还是难以随心所欲,某些类型配光实现不理想,材料受限,大量采用的 PC、PMMA 抗老化、抗紫外还是弱点,透镜体积影响 LED 阵列,而透镜可以完成绝大部分通用类型的配光。


▲I类配光——中短


▲II类配光——中长


▲III类配光——中长


▲IV类配光


▲ V类配光


▲VII类配光


反射配光
02


反射可以完成大部分配光,理论上甚至可以做到平行配光,但实用意义上,VII类、窄角度的V类、VI类尚有难度。



面板控光
03


面板控光大都限于较宽的配光,有时甚至是为了达到类似漫射光的目的。



棱晶面板增加可视角度的目的。



导光板将线性光转化为面光。



柔光板将点阵转化为极宽V类配光的面光,消除鬼影。



扩散点光以达到降低灯具表面亮度、减轻眩光的目的。



组合配光
04


组合配光,也叫结构配光,可称之为三次配光但对整灯来说,依然是基本配光手段。


组合配光可以达成基本配光,也可以达成个性化的特殊配光。组合配光甚至可以在整灯层次进行。


单模组的I类对称配光通过组合达成非对称的II类、III类配光。



单模组的V类对称配光通过组合达成对称的I类配光。



单灯的I类、II类、III类、IV类配光通过整灯层面的组合达成极宽的V类、VI类配光。



*本文内容来源于云知光学堂章道波主讲课程《光学设计与应用》,由小可整理发布。


想了解更多关于灯具配光类型和具体应用的建议,欢迎报名参与本月章道波老师主讲的《LED光学应用》课程,带你了解最新光学应用概念,帮助你提高对项目设计、对产品研发设计中光学的应用能力。



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作者|章道波

内容来源|云知光照明微课堂

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