近日，成都恒坤光電科技有限公司總工程師周禮書在云知光照明學院直播平臺，做了《關于基于LED燈具的光學設計與應用》主題的分享，其中包括：LED燈具的光學指標及其物理意義；LED燈具光學指標、光源與光學結
LED燈具的光學指標及其物理意義
這個情景下被照場景亮度就是黃色箭頭表示的反射進入人眼的部分光
亮度這個指標在燈具的應用上實際包含兩重含義，一個含義是我們在前面講的燈具的出光亮度，另外一個含義是被照場景的亮度，它指燈具發出的光照在物體或地面上，再反射出來進入人眼的部分光，這方面在室內照明無硬性規定，但在戶外照明有明確要求。
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熒光粉的涂布：
熒光粉的厚度、邊界熒光粉區域的寬窄及形狀都是影響配光設計與光品質量重要因素之一。
配光曲線：
描述光源在空間不同方向絕對或相對發光能力反映光源遠場光強分布信息，與光源ies文件相應。
拉氏不變量：
光源上面發出的每一根光線，無論通過怎樣的光學變換，出射角度的正弦值與出射高度成反比，也就是說出射高度決定了出射角度。
針對燈具的最小角度，存在一個最下理論評估口徑
燈具的光學設計是多重條件下的平衡取舍
在給定的約束條件下（光源、口徑、高度、效率），盡量實現光學指標，如果實現不了，就做取舍平衡；
在實現光學指標的前提下，變換透鏡的結構形式，做光斑分布調整平衡；
在滿足光學指標、光斑分布的前提下，變換透鏡的結構形式，在美觀與新穎方面進行突破；
材料成本與工藝成本的平衡。
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實現控光的幾種典型方式
?有3個控光自由度，入射面、材料折射率、出射面；
?對于遠場為圓形光斑，透鏡多為軸對稱體，設計相對簡單；
?對于遠場非圓形光斑，相應的透鏡為非軸對稱體，特別是對于一些大偏光分布，設計會變得很復雜；
?透鏡效率高；
?單透鏡折光能力有限；
?存在界面反射,不利于眩光的控制。
反光罩+透鏡
折射、全反射復合控光透鏡
?光源發出的光線分為兩部分，小角度部分通過中間凸透鏡匯聚出射，大角度部分通過折射進入透鏡體，然后經側面全反射控制角度，最后從出光面射出；
?對LED光源發出的所有光線都能進行有效的管控，透鏡效率高；
?改變透鏡的結構形式，可以變化出多種光斑形式；
?存在界面反射雜光。
結構件內壁的反光
?光線來源于透鏡界面反射光線、設計過程中主動丟棄的光線、加工裝配誤差溢出的雜光。?這部分光線通常能量較小，通常以背景光的形式出現在照明光場中，但也不排除由于燈具內壁采用鏡面高反材質配以特定結構從而嚴重影響光斑質量的情況。
?解決辦法：內壁涂黑、內壁處理成漫反射面、進行精準的光學評估。
燈具前端防眩遮光罩的反光
?光線可能來源于正常出射光線，也有可能來源于界面反射光線，表現為燈具正照射時光斑存在雜光亮環，燈具擦墻照射時邊緣分層，嚴重影響照明效果。
?使用黑光罩吸收。
?使用漫反射罩弱化。
?燈具方案規劃初期，對遮光罩進行整體光學評估優化，盡量減少光線投射到反光罩上，讓反射光線受控，使其較好地融入到主光斑里。
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關于燈光的應用及燈具發展的思考
照明的目的
人眼相當于精密可自動調焦、自動調光圈的攝相機
?顏色表征來自于物體光線的波長組合及相對強度的量。
?對比度表征不同觀察物體亮度相對差異。
?分布不合理，在人眼的主要視角范圍內。
?反差太大，對比太強烈。
?增大有效出光口徑，合理分配能量與空間。
間接照明的防眩
缺點：通常反光區域材質特性為朗伯漫反射，產生大量大角度眩光。
解決：把反光區域作為光學器件設計，使出光強度、角度受控。
以人為本的燈光設計道路漫長
?燈具設計的理念轉變（光學與結構相結合的設計，燈具是否應越小越好）。
?燈具輸出光學文件信息的全面性（波長信息、出光面亮度信息）。
?被照射物體的光學特性（反透射率、反透射光線角度分布特性、對波長的選擇特性）。
