光学与照明基本知识
照明光学设计原理与技巧
照明光学设计原理与技巧
照明光学设计是指在照明系统中应用光学原理和技巧来达到预期目标的过程。
以下是一些常用的照明光学设计原理和技巧：
1. 光线传播原理：了解光线如何传播和反射对于设计照明系统至关重要。
根据光线的传播特性选择合适的光源和光具可以实现所需的亮度、光照分布和控制。
2. 反射和折射：通过选择适当的反射和折射材料和形状，可以控制光线的传播方向和角度，从而实现特定的光照效果。
3. 瞳孔原理：使用瞳孔原理可以控制光源的亮度和光照范围。
通过选择合适的瞳孔大小和形状，可以实现所需的光照效果和能效。
4. 高效能源利用：利用光学技巧可以提高能源利用效率。
例如，使用反射镜或透镜来实现光线的集中和聚焦，减少能源消耗。
5. 光束控制：通过透镜、反射镜和光控模块等元件来控制光束的方向、角度和形状，从而实现所需的照明效果。
6. 高光反射控制：使用高光反射控制技术可以减少光线的反射和散射，提高照明系统的效率和效果。
7. 颜色温度和色彩再现性：了解光源的颜色温度和色彩特性对于实现所需的光照效果和色彩再现性非常重要。
选择合适的光源和颜色温度可以达到理想的照明效果。
8. 光控技术：使用光控技术可以根据环境需求和使用情况实时调节照明系统的亮度和光照分布，提高能源利用效率和用户体验。
照明光学设计需要兼顾光学原理、工程技术和人类感知等因素，综合考虑各个方面的要求和约束，才能获得满足需求的照明效果。
灯具光学原理知识点总结
灯具光学原理知识点总结灯具光学原理是指光学系统中硝和光的传播、聚敛和转换规律，是指导灯具设计和应用的重要基础。
了解光学原理不仅有助于提高灯具的设计性能，而且对于正确使用和维护灯具也有着重要的指导作用。
本文将通过介绍灯具光学原理的相关知识点，来帮助大家更好地了解灯具的光学特性。
1. 光的传播和衍射光是一种电磁波，具有波粒二象性，可以在真空和介质中传播。
在介质中传播时，光波会产生折射现象，即沿直线传播的光波在介质中遇到另一种介质时，会改变传播方向。
在某些情况下，光波会发生衍射现象，即光波在通过狭缝或物体边缘时出现弯曲和分散。
在灯具设计中，我们需要考虑光的传播和衍射对于光束的聚敛和扩散影响。
通过合理设计反射器和透镜等光学元件，可以实现对光束的控制和调节，以满足不同需求的照明效果。
2. 反射和折射反射是指光波在遇到不同介质界面时，一部分光波被折射，一部分光波被反射。
反射可以分为镜面反射和漫反射两种。
镜面反射是指光波在光滑表面上的反射，反射光线遵循入射角等于反射角的规律；漫反射是指光波在粗糙表面上的反射，反射光线会向各个方向散射。
折射是指光波穿过介质界面时，由于介质折射率的差异而改变传播方向。
根据折射定律，入射角、折射角和介质折射率之间存在一定的关系。
在灯具设计中，我们可以通过选择合适的材料和表面处理方式，来实现对反射和折射的调控，以提高灯具的照明效果。
3. 光的色散和频谱光的色散是指不同波长的光在通过介质时，由于折射率与波长的相关性，导致不同波长的光以不同程度折射，从而产生色散现象。
光的频谱是指光波的频率分布和强度分布。
通过光的色散和频谱分析，我们可以了解不同波长的光在聚焦、衍射和干涉等现象中的特性。
在照明设计中，我们需要考虑光的色散和频谱对于照明效果的影响。
例如，在色彩还原方面，我们需要选择合适的光源和滤光材料，以实现对光的色彩分布的调整和控制。
4. 光的干涉和衍射干涉是指两道或多道相干光波叠加在一起时，产生交替增强和消除的现象。
光学体系知识点梳理总结
光学体系知识点梳理总结一、光学基础知识1. 光的本质光是电磁波的一种，是一种由电场和磁场交替而成的波动现象。
光是由光源发出，经过介质传播，最终影响我们的视觉系统。
2. 光的特性（1）波动特性：光具有波动性，可以表现为干涉、衍射、偏振等现象。
（2）微粒特性：光也具有微粒性，可以用光子模型解释光电效应、康普顿效应等现象。
3. 光的传播（1）直线传播：在均匀介质中，光沿着直线传播，遵循光的直线传播定律。
（2）折射现象：当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，遵循折射定律。
（3）反射现象：当光线从介质表面反射时，遵循反射定律。
4. 光的颜色白光是由所有可见光波长组成的，当光通过色散介质时，不同波长的光会按不同程度发生偏折，从而产生色散现象。
5. 光学仪器（1）凸透镜：透镜是一种光学元件，可以将平行入射的光线聚焦或发散。
（2）凹透镜：凹透镜同样可以将平行入射的光线聚焦或发散，与凸透镜形成对称。
（3）棱镜：通过对光的折射和衍射，可以实现光的分光和复合。
二、光学成像1. 成像原理成像是光学系统中非常重要的一部分，成像原理是指当物体放在一定位置时，通过透镜、镜面等光学元件可以在另一位置产生与实物相似的像。
2. 透镜成像透镜成像是指通过透镜实现对物体的成像，分为凸透镜和凹透镜成像。
3. 成像公式成像公式是描述透镜成像的数学关系式，可以根据物距、像距、焦距等参数计算成像的位置和大小。
4. 像的性质像的性质包括实像与虚像、正像与负像、放大与缩小等，是成像过程中需要了解的重要内容。
5. 透镜组成像透镜组成像是指通过不同透镜的组合实现对物体的成像，常见的透镜组包括双凸透镜组、凹凸透镜组等。
6. 成像畸变（1）球差：由于透镜的非理想性，会出现球差现象，导致成像的模糊和色差。
（2）色差：不同波长的光经过透镜时折射角度不同，会导致色差现象，影响成像的清晰度。
三、光学仪器1. 望远镜望远镜是一种基于透镜或镜面的光学仪器，可以放大远处物体的像，包括折射望远镜和反射望远镜。
LED相关知识介绍
LED制备工艺简介
颚式粉碎
球磨式粉碎
粉碎操作
辊式粉碎
气流粉碎
LED制备工艺简介
后处理工序操作：
（1）分散：利用行星式球磨机 或辊磨机进行球磨分散。 （2）水筛：以水为介质，将荧 光粉打成粉浆后全部过350目尼龙筛。 （3）水洗：用纯水将粉体表面 可溶性杂质洗去。 （4）干燥：鼓风干燥箱120℃干 燥12±2h。
x+y+z=1
LED用荧光粉基本知识介绍
光通量：单位时间内发出的光（可见光）量。光通量的用符号Φ 表示，单位为流 明(lm)。由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源 的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单 位--光通量来衡量。 发光强度：点光源在给定方向上，单位立体角内发出的光通量，符号用I表示， 单位为Cd（坎德拉）单位立体角为球体表面积除以半径的平方。
光学与照明基本知识介绍
光的质量指标
1.光效：
光通量，光强
2.光的色温：
3.显色性： 4. 寿命
色温
显色指数
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
一些实际例子：
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
不同光源只ission spectrum)物体发光直接产生的光谱。
峰值波长 （Peak wavelength） 符号λ P 主波长 （domain wavelength） 符号λd 能够更准确的反映它的颜色
半峰宽 FWHM
LED用荧光粉基本知识介绍
色坐标：就是指他的颜色在CIE色度图 上的色度坐标值，主要反应了LED光 源所表现出来的物理颜色，色坐标比 用色温表示的颜色更加精准，清楚。
灯具相关的光学基本知识
灯具相关的光学基本知识一. 光与电磁波：光是一种电磁波，速度为：30×10000 km/s波长为780～380nm（纳米）。
1纳米=10的-9次方米二. 光谱与颜色：光谱：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫红外线波长：620～780nm。
紫外线的波长：380～420nm。
如下图：波长780～620～590～560～490～450～420～380nm太阳光：波长是780～380nm，纯白色。
白炽灯：波长为780～400nm，缺少紫光，故合成后光色略偏红黄。
荧光灯：波长为750～310nm，缺少红光，故合成后略带青色或呈青白色。
三. 灯具的主要作用：1. 固定和保护灯；2. 控制和分配灯光，突现所需的光分布；3. 装饰与美化环境四. 照明灯具的光特性：照明灯具的光特性主要用三项技术数据来说明，即：1. 发光强度的空间分布；2. 灯具效率；3. 亮度分布或灯具遮光角；五. 发光强度的空间分布任何灯具在空间各方向上的发光强度都不一样，我们可以用数据或图形把照明灯具发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示照明灯具的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。
因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的。
所以，通过灯具轴线取任一平面，以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了。
如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的，例如长条形的荧光灯具，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来说明空间光分布。
取同灯具长轴相垂直的通过灯具中心下垂线的平面为C0平面，与C0平面垂直且通过灯具中心的下垂线的平面为C90平面。
至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明非对称灯具的空间配光。
为了便于对各种照明灯具的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000流明（lm）的假想光源来提供光强分布数据。
照明基础知识
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第二章
常见电光源及电器介绍
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常见电光源主要性能参数比较
白炽灯 额定功率（W) 光效（Lm/W) 平均寿命（h) 显色指数 色温（K) 151000 2.4-12 500 100 2500 荧光灯 6-125 25-60 5000 60-80 5000 高压汞灯 50-1000 16-50 5000 30-40 5000 高压钠灯 35-1000 70-120 20000 20-25 2000 金卤灯 353500 60-90 8000 65-90 5000 120以 上 50000 60-85 6000 LED 无极荧光灯 20-250 60-80 100000 60-80 5000
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4．灯具效率 灯具实际发出的光通量与灯具内电光源发出的光通 量之比。它是衡量灯具是否节能的重要指标之一 ,用 百分数表示。 5．光通量维持率 灯具在给定的点燃时间后的光通量与其初始的光通 量之比，用百分数表示。 6．照明功率密度（LPD) 单位面积上的照明安装功率（包括光源、镇流器或 变压器），单位为W/m2。
（2）色温和显色性 一般照明用的卤钨灯的色温为2800～3200 K。与普通白炽灯相比，光 色更白一些，色调也稍冷一点，卤钨灯的显色性十分好，一般显色指 数Ra=100。
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荧光灯
荧光灯具有光效高，发光柔和，寿命长等特点，可以做 成各种光色，其形状有直管形U形和环形等，广泛用作室内 照明。
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照明设计基础知识
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第一章 光学和照明工程
一、光的基本概念
光是一种电磁辐射，可见光是电磁辐射的一部分，电磁辐射包括 微波、红外、可见光、紫外辐射、x射线和γ射线。在这些电磁辐射中 ，只有可见光波段是眼可见的。 可见光波段包括波长380-780纳米（1 纳米=10-9米）的电磁波段。
照明基础知识
照明基础知识一、光学基本知识1. 光的本质光的本质是一种电磁波，其波长范围广泛。
能够引起视觉反应的光被称为“可见光”，其波长在380-780纳米之间，是电磁辐射光谱中的一小部分。
不可见光如红外线、紫外线等，则因其波长超出此范围而无法被肉眼直接感知。
2. 光通量光通量是衡量光源输出可见光量的总和，是光源发光能力的指标。
它表示发光体每秒所发出的可见光量，单位为流明（lm）。
3. 光效与发光强度光效即发光效率，是电光源将电能转化为光的能力，以流明每瓦（lm/w）为单位。
发光强度（光强）则是指发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量，常用坎德拉（cd）来表示。
4. 照度与亮度照度是表征被照面上接收光的强弱，即被照面单位面积上接收的光通量，单位为勒克斯（Lux）或流明平方米（lm/㎡）。
而亮度则是指光源在某一方向上的单位投影面在单位立体角中反射光的数量，单位为坎德拉每平方米（cd/㎡）或坎德拉每平方厘米（cd/cm²）。
5. 眩光与光束角眩光是指视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比造成的视觉不舒适感。
光束角则是射灯发射光的空间分布，以中心最强，向四周逐渐减弱到中心光强50%强度的圆锥角。
6. 其他重要概念●功率因素：电路中有用功率与实际功率之间的比值，影响电网的平衡度和无功损耗。
●频闪效应：电感式荧光灯随电压电流周期性变化，光通量也周期性变化，导致视觉不舒适。
●平均寿命与经济寿命：衡量光源使用寿命的指标，分别考虑光源损坏和光束输出衰减的情况。
●显色性：光源对物体颜色的呈现能力，以显色指数（Ra）表示，高显色性光源能更真实地还原物体颜色。
●色温：光源发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度即为该光源的色温，以开尔文（K）为单位。
二、照明工作原理照明的基础是光源产生光线并将其传播至需要照明的区域。
照明工作原理主要包括以下几个环节：1.光源产生光线：光源可以是自然的（如太阳、星星）或人工的（如灯泡、LED）。
照明光学设计基础知识
视见函数 • 把人眼对黄光的视觉灵敏度作为基准，其 它色光的视觉灵敏度与黄光的视觉灵敏度 相比，得出各种色光的相对视觉灵敏度， 称为视见函数，用V(λ)表示。 把人眼最灵敏波长（λ=555nm）的视见函数 规定为1，即V(555)=1 V(λ)≤1 不同人在不同观察条件下的视觉函数略有差 别
• 如图示是光强分布曲线，此图对应灯具示意图中 过原点yoz平面光强分布图 • 光强最大值为0.17cd • 光束角 θ 为120度。（光强半强所覆盖的范围）
• 做为照明工程设计人员应该知道亮度学和照度学 的分别为：前者是研究一个光源的发光特性，后 者为被照物体的光照特性；前者的物理量有光通 量（单位：lm）、发光强度（单位：cd描述点光 源）亮度（单位：cd/m2描述面光源）后者的物理 量为照度（单位：lux) • 辐射度学可作为了解。
S O
r
S 2 r
立体角单位：以锥顶为球心，以r为半径作
一圆球，若锥面在原球上所截出的面积等于r2， 则该立体角为一个“球面度”（sr）。
整个球面的面积为4π r2, 对于整个空间有
4r 2 4 r
2
即整个空间等于4 π球面度
• 立体角是平面角向三维空间的推广。在二 维空间，2π角度覆盖整个单位圆。 • 在三维空间， 4π的球面度立体角覆盖整个 单位球面。
按照反射定律在介面上全部被反射回原介质 对应于sin I ' 1的入射角 I 被称为临界角 记为 I m ,可知
n' sin I m n
全反射的两个条件： （1）光密到光疏介质； （2）入射角大于临界角； 全反射的应用：
（1）制成各种全反射棱镜，用于折转光路，代 替平面反射镜。 （2）制造光导纤维。 （3）照明光学中制造 全反射透镜。