光源设计
点光源设计知识点
点光源设计知识点在室内照明设计中，点光源是一种常用的照明设备，它能够提供明亮且准确的光线聚焦。
点光源的设计涉及多个关键知识点，本文将按照逻辑次序，为您介绍点光源设计的必备知识。
一、光源的选择在点光源设计之前，我们首先需要选择适合的光源。
根据需求的不同，我们可以选择白炽灯、荧光灯、LED灯等不同类型的光源。
其中，白炽灯具有较高的色温和较好的色彩还原性，适合用于创造温暖的环境氛围；荧光灯则具有较高的光效和较长的寿命，适合用于大范围的均匀照明；而LED灯则是目前较为流行的新型光源，具有节能、寿命长、易于控制等优点。
二、灯具的布置在点光源设计过程中，灯具的布置是非常重要的一步。
合理的灯具布置可以达到最佳的照明效果。
在进行灯具布置时，我们需要考虑如下几个因素：1. 空间的大小和形状：根据不同空间的大小和形状，我们可以决定点光源的数量和位置，以达到统一的照明效果。
2. 光源的灯具类型：不同类型的点光源具有不同的照明范围和角度，我们需要根据空间的需求选择合适的灯具类型。
3. 照度需求：根据不同的功能区域，如工作区、休息区等，我们需要根据标准照度要求调整灯具的布置和亮度。
三、照明设计原则在点光源的设计过程中，需要遵循一些照明设计原则，以保证最佳的照明效果。
1. 均匀性：点光源的布置应该追求均匀的照明效果，避免出现明暗不均的情况。
2. 亮度对比：通过合理的亮度对比可以产生空间的层次感和视觉的舒适感。
在设计时，可以运用明暗对比来强调某一区域的重要性。
3. 色温和色彩还原性：选择合适的灯具可以获得理想的色温和良好的色彩还原性，从而给人带来更加舒适和自然的照明体验。
四、光线控制在点光源的设计中，光线的控制也是一个重要的知识点。
通过灯具的旋钮、调光器或智能照明系统，我们可以对光线进行亮度和色温的调节，以满足不同场景和需求下的照明要求。
同时，光线的方向和角度的调整也可以通过灯具的灯罩、反射器等部件来实现，从而达到更好的照明效果。
LED光源的设计及其在照明领域中的应用
LED光源的设计及其在照明领域中的应用一、背景介绍随着人们对环境保护意识的增强以及能源资源的日益紧张，LED光源逐渐成为照明领域的主流选择。
它以其高效、长寿命、高色彩还原性等优点，已经成为广泛使用的照明光源之一。
在这篇文章中，我们将详细介绍LED光源的设计以及在照明领域中的应用。
二、LED光源的设计1. 功能需求为了设计优秀的LED光源，首先需要明确功能需求。
LED光源最基本的功能是照明。
在实际应用中，LED光源还需要具备更多的特殊功能，如色温调整、亮度调整、色彩还原度等。
因此，我们需要从应用场景出发，明确一些实际需要的功能。
2. 选型设计在功能需求确定之后，我们需要根据实际需求进行选型设计。
主要基于以下几个方面考虑：（1）光通量：LED光通量的大小取决于其尺寸、材料、电气参数等。
在实际应用中，我们需要根据场景需求，确定所需的光通量大小。
（2）色温：色温是指光源发出的光的颜色，一般用开尔文(K)度做单位。
色温越高，则颜色越接近白色，反之则越接近黄色。
在实际应用中，我们需要根据场景需求，确定所需的色温数值。
（3）显色指数：显色指数是指光源照射下，物体颜色的还原能力。
在LED光源的设计中，显色指数是很关键的参数。
一般而言，显色指数越高，则将物体颜色还原得越真实，反之则越虚假。
3. 驱动电路设计LED光源的驱动电路设计非常重要。
在实际应用中，需要保证驱动电路的可靠性、高效性、稳定性以及兼容性。
驱动电路还需根据所需的功率、电路拓扑等方面要求进行设计。
三、应用1. 家庭照明LED光源在家庭照明领域中已经广泛应用。
LED灯具以其低功耗、长寿命、高效等特点，可以有效降低耗电量，给用户带来更节能、更舒适的照明体验。
2. 商业照明商业照明领域是LED光源的重要应用领域之一。
对于商业照明而言，LED光源不仅可以达到节能的效果，更可以根据需求实现亮度调节、色温调节等个性化设计，让商业场景更加美观、舒适。
3. 公共照明公共照明是LED光源的广泛应用领域之一。
建筑设计中的光源配置技巧
建筑设计中的光源配置技巧建筑设计是一门充满艺术与科学结合的学科，而光源配置则是决定建筑空间氛围和视觉效果的重要因素之一。
正确的光源配置不仅可以提升建筑内外的整体氛围，还能够影响用户的舒适感和视觉体验。
在进行建筑设计时，合理地配置光源是至关重要的，下面将介绍一些在建筑设计中常用的光源配置技巧。
1.自然采光在建筑设计中，自然采光是最为重要且基础的光源配置技巧之一。
充分利用自然光可以减少电力消耗，提高室内的舒适度，同时也可以使室内空间更加开阔明亮。
在设计建筑平面布局时，应合理设置窗户和天窗，保证室内能够获得足够的自然光照，避免过度依赖人工光源。
2.人工光源的选择除了自然光外，人工光源在建筑设计中同样扮演着重要的角色。
在选择人工光源时，应考虑光源的色温、亮度、光色以及光照的方向等因素。
不同的光源可以营造出不同的氛围和效果，因此需要根据建筑空间的功能和设计要求进行合理的选择和配置。
3.考虑不同空间的需求在建筑设计中，不同的空间有着不同的功能需求，因此在光源配置时需要针对性地进行规划。
例如，在办公空间中，需要充足的明亮度以提高工作效率；而在休闲空间中，则可以运用柔和的光线营造出轻松舒适的氛围。
因此，灵活运用不同类型的光源对不同空间进行定制化的配置是非常重要的。
4.考虑节能因素在当今社会，节能环保已成为建筑设计的重要考量因素之一。
在光源配置中，应选择高效节能的光源产品，并合理利用光控技术和感应器等设备，通过智能化系统实现光照的自动调节和节能管理。
在光源配置时也要避免过度照明和不必要的能耗，尽可能减少能源浪费。
建筑设计中的光源配置技巧需要综合考虑自然采光、人工光源选择、空间需求和节能因素等多方面因素。
只有在细致规划和合理配置的基础上，才能实现建筑空间的理想效果和舒适体验。
因此，在设计过程中，建筑师应当注重光源配置的细节，将光线视作建筑设计的重要元素之一，为用户创造出舒适、宜人的空间体验。
光源配置是建筑设计中至关重要的环节，影响着建筑空间的氛围和体验。
室内灯光设计5∶3∶1三种光源的黄金定律
居室装饰三种照明，即集中式光源、辅助式光源、普照式光源，缺一不可，而且应该交叉组合运用，其亮度比例大约为5∶3∶1。
1,集中式光源：集中式光源的灯光为直射灯，以集中直射的光线照射在某一限定区域内，让您能更清楚看见正在进行的动作，尤其是在工作、阅读、烹调、用餐时，更需要集中式的光源。
由于灯罩的形状和灯的位置决定了光束的大小，所以直射灯通常装有遮盖物或冷却风孔，且灯罩都是不透明的灯，如聚光灯、轨道灯、工作灯。
2,辅助式光源：集中式光源的照度很大，眼睛长时间处于这种环境下，容易感到疲劳，此时您需要辅助式光源，如立灯、书灯等来调和室内的光差，好让您的双眼感到舒适。
辅助式光源的灯光属扩散性光线，其散播到屋内各个角落的光线都是一样的。
一般来说，具有散性光线的灯宜和直射灯一起使用。
3,普照式光源：天花板灯即是普照式光源，通常它为屋内的主灯，也称背景灯，它能将室内的光源提升至一定的亮度，对整个房间提供相同的光线，所以不会产生明显的影子，光线照到及没有照到之处也没有严重的对比。
但是由于它必须和其他的光线一起运用，因此，它不应该很亮，与家中其他光源比较起来，它的亮度最低。
简而言之，这套“5∶3∶1灯的黄金定律”，所谓“5”是指光亮度最强的集中性光线，如投射灯；“3”是指给人柔和感觉的辅助式光源；“1”则是提供整个房间最基本照明的光源。
瓷砖色彩的选择与搭配米黄系列的地砖，使居室有一种富丽堂皇的高贵与典雅；石纹色泽既古朴自然，又显得厚重而富有内涵；土色和赤土系列的地砖铺在客厅和餐厅地面，可让人体会到田园风格的愉悦和舒适；蓝色和绿色系列的墙地砖，很容易让人联想到天空的深邃辽阔和草原的自然风兴；红色系列的地砖，使地面看上去很特别，有一种华丽的感觉；灰色系列的地砖，更具文化品位和大自然风光；黑与白的对比，可增加地面的层次的结构感；暖色调的墙面的地面可使居室产生一种温馨的氛围，而冷色调的墙地面，则让人感受到一股来自海洋的清凉与凉爽；素色，白色，灰色等浅色显得简约，适合采光较差的房间铺贴；黑色，红色，黄色等深色则显得厚重，适合采光较好的房间铺贴。
光源原理与设计
光源原理与设计—绪论
诸定昌
•光源的颜色
色表: 人眼观察光源颜色时的舒适程度(与背景光有关) 色温 照度 E(lux) 房间 E<150lux 机场 E>500lux Tc<4000K Tc>6000K
光源原理与设计—绪论
诸定昌
显色性: 被照物体本色被光源显色的程度 指标: Ra 太阳光下最大,为100 钠灯 28 价格 高压汞灯 40
• 原子激发辐射—线光谱
• 带电粒子的速度变化（轫致辐射）—连续谱
光源原理与设计—绪论
诸定昌
3. 光学波段
• 可见光区 380～780 nm
近红外区 • 红外光
780～1500 nm
4
中红外区 1500～1×10 nm 远红外区 1×10 4 ～1×10 6 nm
光源原理与设计—绪论
诸定昌
真空紫外 1～200 nm • 紫外光 远紫外 200～300 nm 近紫外 300～380 nm 紫外A区 UVA 400～315 nm 化学线 黑斑线
光源原理与设计—绪论
诸定昌
4. 光生物
杀菌, 保健, 光合作用……
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5. 高科技
模拟室, 光电效应, 军事(夜视仪) LCOS PDP DBD
光源原理与设计—绪论
诸定昌
References: 1. “电光源原理引论” 蔡祖泉等 (1988) 2. “气体与真空中电现象” 卡普卓夫 (1952) 3. “Light Sources” Elenbass (1972) 4. “Gas Discharge Lamp” Johr.F.Vaymouth
诸定昌
电光源
钨丝灯类
气体放电灯类
led背光源设计标准
led背光源设计标准LED背光源是一种高效、环保的照明技术，广泛应用于电视、显示屏、广告牌等各种场合。
设计一个高质量的LED背光源需要考虑以下几个方面的标准。
首先是光效。
LED的光效是指其发光效率，即单位功率下产生的可见光的亮度。
较高的光效意味着更高的能源利用率和更低的能源消耗。
因此，在设计LED背光源时，应选择具有高光效的LED芯片，以确保照明效果的同时减少能源浪费。
其次是均匀度。
均匀度是指背光源的光照均匀分布程度。
高质量的LED背光源应该能够提供均匀的光照，避免出现亮度不一致或明暗区域的问题。
为达到均匀的光照效果，可采用分区调光、背光板设计优化等方法。
此外，色温和色彩还原性也是设计标准。
色温是指光源所呈现出的色调，常用的有冷光、自然光和暖光等。
色彩还原性是指光源对物体颜色真实还原的能力。
高质量的LED背光源应具有精确的色温和良好的色彩还原性，以呈现出准确、真实的颜色。
安全性也是设计LED背光源的重要标准。
由于LED背光源大多数是直流供电，可以通过做好绝缘措施、热管理和隔离开关等来确保使用安全。
此外，还应遵循相关的电气安全标准，如国际电工委员会（IEC）制定的IEC 62368-1标准，以确保背光源的长期稳定和安全性。
最后是可靠性。
高质量的LED背光源应具有较长的使用寿命和稳定的性能。
设计时应考虑良好的散热设计，避免过高的温度对LED芯片的影响。
同时，还应控制好LED的电流和电压，以延长其使用寿命。
总之，设计高质量的LED背光源需要考虑光效、均匀度、色温、色彩还原性、安全性和可靠性等多个因素。
通过充分考虑这些因素，并遵循相关的标准和规范，可以设计出满足要求的LED背光源，为各种应用场合提供高质量的照明效果。
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
• 窗帘照明 • 花檐反光 • 凹槽口照明 • 发光墙架 • 底面照明 • 龛孔（下射）照明 • 泛光照明 • 发光面板 • 导轨照明
第五章室内光线设计
•
按灯具的散光方式，照明灯分为以下五大类：
•
一、 直接照明：光源的全部或90%以上直接
投射到被照物体上。特点是亮度大，给人以明亮、
第五章 室内光线
第五章室内光线设计
• 光源类型可以分为自然光源和人工光源。 • 自然光源（或称昼光），是由直射地面的 • 人工光源主要有白炽灯、荧光灯、高压放
电灯，这些又称为电光源。
第五章室内光线设计
• 基础照明(环境照明) • 重点照明 • 装饰照明
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
• 在门厅内的柜上或墙上设灯，会使门厅内 产生宽阔感。
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
• 餐厅局部照明要采用悬挂式灯具，以突出 餐桌的效果为目的，同时还要设置一般照 明，使整个房间有一定程度的明亮度，显 示出清洁感。
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
• 四、 半间接照明：光源60%以上 的光经过反射后照到被照物体上，只 有少量光直接射向被照物体。
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
• 五、 漫射照明：利用半透明磨砂 玻璃罩、乳白罩或特制的格栅，使光 线形成多方向的漫射，其光线柔和， 有很好的艺术效果，适用于起居室、 会议室和一些大的厅、堂照明。
紧凑的感觉。
•
第五章室内光线设计
第五章室内光线设计
• 二、 半直接照明：光源的60%— 90%直接投射到被照物体上，其中 10%—40%经反射后再投射到被物体 上。它的亮度仍然较大，但比直接照 明柔和。
住宅点光源案例
住宅点光源案例住宅点光源是现代家居设计中常见的照明方案，通过将灯具集中安装在特定的区域，使得光线能够聚焦在需要照亮的地方，提升整体空间的舒适度和美感。
本文将介绍一些住宅点光源的案例，并讨论其在家居设计中的应用。
案例一：客厅点光源设计在客厅的设计中，点光源的应用能够有效地营造出温馨舒适的氛围。
一种常见的点光源设计是使用壁灯或吊灯来照亮整个房间，同时结合台灯或落地灯来给予局部光照。
例如，在客厅的主墙上安装几盏壁灯，可通过调节灯具的亮度和角度来控制墙上的光线扩散范围。
这样一来，不仅可以在客厅的主要区域提供充足的照明，还能够通过灯光的温暖色调营造出浪漫和舒适的氛围。
同时，在客厅的沙发附近摆放一盏台灯或者落地灯，可以提供局部的阅读光源。
这样，在晚上看书或者观看电视时，灯光的照射能够集中在需要的区域，避免了整个房间都被强光照亮的情况。
案例二：卧室点光源设计在卧室中使用点光源不仅能够给予足够的照明，还能够营造出舒适的睡眠环境。
一种常见的点光源设计是在床头安装壁灯或吊灯，以便提供光线供阅读或者其他活动使用。
此外，使用可调节的台灯在床上提供局部的照明，可以根据个人需要来调整光线强度和颜色温度。
在睡觉时，可以将灯光调低以营造出舒适的环境，有助于进入深度睡眠。
同时，在卧室的衣柜或化妆台附近设置点光源，例如镜前灯或灯带，可以方便日常穿衣和化妆使用。
这样一来，不仅可以提供足够的照明，还能够使得整体空间更加明亮和时尚。
案例三：餐厅点光源设计在餐厅的设计中，点光源可以营造出温馨的用餐氛围，同时照亮餐桌以方便用餐。
一种常见的点光源设计是在餐厅的天花板上安装吊灯，照亮整个用餐区域。
此外，使用可调节的吸顶灯或者射灯来照射餐桌的区域，可以根据用餐人数和需要来调整光线的照射范围和强度。
这样一来，不仅可以提供充足的照明，还能够改善用餐的体验和氛围。
总结：住宅点光源案例表明，在家居设计中，合理运用点光源能够提升整体空间的美感和舒适度。
通过安装壁灯、吊灯、台灯等不同类型的灯具，并结合调光和调色技术，可以根据不同的需求和场景来打造出理想的照明效果。
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机器视觉光源
做机器视觉，一定会涉及到光源，它在机器视觉中有重要的作用，直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。
所以我们说光源起到的作用：就是获得对比鲜明的图像。
图像的质量好坏，也就是看图像边缘是否锐利,具体来说：
1、将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大
2、尽量消隐不感兴趣部分
3、提高信噪比，利于图像处理
4、减少因材质、照射角度对成像的影响
控制光源反射方向
图像的边缘锐利程度对比
常用的有LED光源、卤素灯（光纤光源）、高频荧光灯 。
先简单介绍一下后面两种。
卤素灯也叫光纤光源，因为光线是通过光纤传输的，适合小范围的高亮度照明。
它真正发光的是卤素灯炮，功率很大，可达100多瓦。
高亮度卤素灯炮，通过光学反射和一个专门的透镜系统，进一步聚焦提高光源亮度。
卤素灯还有一个名字叫冷光源，因为通过光纤传输之后，出光的这一头是不热的。
适合对环境温度比较敏感的场合，比如二次元量测仪的照明。
但它的缺点就是卤素灯炮寿命只有2000小时左右。
高频荧光灯，发光原理和日光灯类似，只是灯管是工业级产品，并且采用高频电源，也就是光源闪烁的频率远高于相机采集图象的频率，消除图像的闪烁。
适合大面积照明，亮度高，且成本较低。
但需要隔一定时间换灯管一定要进口的才过关，国内的高频做的不行，老有闪烁，国外最快可做到60KHz。
相对来说，目前LED光源最常用。
主要有如下几个特点：
1、使用寿命长，10000-30000小时。
2、由于LED光源是采用多颗LED排列而成，可以设计成复杂的结构，实现不同
的光源照射角度。
3、有多种颜色可选，包括红、绿、蓝、白，还有红外、紫外。
针对不同检测物
体的表面特征和材质，选用不同颜色，也就是不同波长的光源，达到理想效果。
下面我们具体讨论以下LED光源的分类。
LED光源可以分为2大类：一类是正面照明，一类是背面照明。
正面照明用于检测物体表面特征，背面照明用于检测物体轮廓或通明物体的纯净度。
正面光源按照光源结构分，有环形灯、条形灯、同轴灯和方形灯。
当然环形灯用得最多，包括直射环形，漫反射环形,Dome灯等。
我们说直接照射环形、漫反射环形、Dome灯，这三种的区别如下。
比如直接照射环形，适合不反光物体的检测；
漫反射环形，适合反光物体检测。
直射环形(垂直照射) 带角度环形
低角度环形
水平照射环形
Dome灯，也算漫反射的一种，但它是通过半球型的内壁多次反射，可以完全消
除阴影。
主要用于检测球型或曲面物体。
直接照射环形按照射角度分，有直射环形(垂直照射),带角度环形,低角度环形和水平照射环形等。
可以理解就是：每个LED的光轴和环形灯外壳之间的夹角， 依次为0°，20°，60°, 90°(具体型号可能会稍有变化)。
不同的角度适合不同的检测要求。
前面两种为明视野照明，也就是被测物体表面大部分反光都能进摄像头，故背景呈白色，比如物体表面突出特征的检测；后面两种为暗视野照明，也就是被测物体表面大部分反光都不进摄像头，故背景呈黑色，只有物体高低不平之处的反光进入摄像头，比如金属表面划痕的检测，背景呈黑色，划痕呈白色。
同时，直射环形(垂直照射)和带角度环形的区别在于，前面一种的照射距离较远，后者较近。
低角度环形和水平照射环形的区别也是这样。
同时，漫反射环形也有直射和低角度之分。
直射漫反射
低角度漫反射
条形灯，有两个应用。
一个是宽幅检测，2个或4个条形组合使用，另一个是线扫描的照明。
前面一个―――条形灯组合使用，它的最大特点是每个方向的光源照射角度可调，因为光源的照射角度对我们最终的图象效果有很大影响。
灵活性比较大，但调试时也相对费事一些。
另外一个应用，就是线扫描照明。
因为现在linescan项目多起来了，所以想多介绍一些。
linescan相机每次都是采集一条线，且曝光时间短，对光源亮度要求很高。
光源需要采用聚光型，集中照到一条线上，这样才能准确控制你的图象稳定。
Linescan的照明，常用的有几种办法：超高亮LED+聚光镜、光纤+聚光镜、高频荧光灯+聚光镜。
超高亮LED+聚光镜，寿命长不用说，但成本较高，照射距离可能会受一些限制；光纤亮度高，但成本贵；高频荧光灯，成本较低，但需要
隔一定时间换灯管。
接下来介绍同轴灯。
同轴灯主要用于检测反光程度很厉害的平面物体，比如玻璃。
它的特点是：里面有一块45度安装的半透半反玻璃。
LED发出的光线，先通过全反射垂直照到被测物体，从被测物体上反射的光线垂直向上穿过半透半反玻璃，进入摄像头。
这样就既消除了反光，又避免了图象中产生摄像头的倒影。
但是有一点提醒一下，同轴灯可以消除反光，但只适合检测平面的物体，而不适合检测有弧度的物体。
因为同轴灯让CCD只能接受到和物体垂直，也就是和镜头同轴的光线，所以就叫同轴灯啊。
当然同轴灯还有一种，就是点光源。
因为点光源是和同轴镜头配合使用。
事实上，只是把上面同轴灯45度半透半反的玻璃，移植到镜头里面去了。
所以这时选的是同轴镜头。
背面照明
背光的作用就是让透光和不透光的部分，区分开来：透光的地方呈白色，不透光呈黑色。
这样取得一个黑白对比的图片。
在背光的选型上面，一个就是需要均匀性好，第二个就是看穿透力。
如果需要穿透力强的话就可以选，红外光。
因为波长长穿透力更强
提到这个问题，顺便介绍一下光源的颜色选型。
一般有红、绿、蓝、白、红外。
其中红色用得最多，因为红色LED成本低,并且黑白CCD 芯片对660nm光线最敏感。
兰色适合检测物体表面质量，因为波长短。
当然，紫外的散射性更好，因为波长更短。
而白色是中性颜色，适合拍彩色图片，或着被测物体的颜色在变化的。
绿色的亮度很高，且波长和兰色接近，所以有时可用绿色代替兰色。
红外用于半透明等的物体检测
波长越长，穿透力越强；波长越短，扩散性越好。