緒論什么是照明我國照明需求不斷提高，傳統(tǒng)成像光學(xué)設(shè)計在照明領(lǐng)域已不適用，非成像光學(xué)設(shè)計應(yīng)運而生照明事業(yè)的發(fā)展照明系統(tǒng)可忽略成像約束，高效傳輸光線，非成像光學(xué)常用于照明系統(tǒng)設(shè)計照明系統(tǒng)的特點光學(xué)設(shè)計已包括照明設(shè)計，關(guān)注光源到目標(biāo)之間的可見光或輻射傳輸問題光學(xué)設(shè)計的演變什么是照明這類設(shè)計通常有一定的成像要求，如焦平面相機設(shè)計。成像系統(tǒng)設(shè)計01設(shè)計可見光成像系統(tǒng)時，需考慮望遠(yuǎn)鏡、照相機取景器和顯微鏡等直接觀察光學(xué)系統(tǒng)的整體成像需求可見光成像系統(tǒng)設(shè)計02可見光照明系統(tǒng)即有一定成像要求并充當(dāng)光源的光學(xué)系統(tǒng)，如顯示器、照明設(shè)備以及復(fù)印機的照明光源等?？梢姽庹彰飨到y(tǒng)設(shè)計03該類系統(tǒng)無成像要求，如太陽能集束器、激光泵浦腔以及其他光學(xué)傳感器應(yīng)用領(lǐng)域。不可見光照明系統(tǒng)設(shè)計04照明技術(shù)的發(fā)展：光源的歷史演變火的使用是人類文明進步的關(guān)鍵，它提供了食物、溫暖和光亮01從18世紀(jì)前的火炬到煤油燈，火一直是人類主要的照明工具02公元前3世紀(jì)起蠟燭由蜂蠟改為石蠟，18世紀(jì)機器生產(chǎn)普及；煤油燈取代煤氣燈因安全0319世紀(jì)英國人發(fā)明煤氣燈，雖有安全問題，但改進后普及家庭，后被煤油燈取代04火的使用與人類文明照明工具的演變蠟燭與煤油燈的改進煤氣燈的發(fā)明與改進照明技術(shù)的發(fā)展：電光源的發(fā)明與應(yīng)用電光源的早期發(fā)展18世紀(jì)電的發(fā)明促進了照明技術(shù)，戴維·漢弗萊發(fā)明的弧光燈用于公共照明，但存在噪音和過亮問題電蠟燭與早期探索1877年俄國人改進了弧光燈結(jié)構(gòu)發(fā)明電蠟燭，但性能未改善?？茖W(xué)家們開始尋找新的安全、溫暖的光源。愛迪生的突破托馬斯·愛迪生在1879年發(fā)明了實用的燈泡，通過試驗確定了碳化竹絲作為燈絲，使燈泡壽命長達1200小時白熾燈的完善與普及1906年，愛迪生使用鎢絲進一步提高了電燈泡的質(zhì)量，鎢絲燈泡成為長期廣泛使用的白熾燈。圖1常見白熾燈和鹵鎢燈外形照明技術(shù)的發(fā)展：現(xiàn)代照明技術(shù)的發(fā)展鹵鎢燈基于鹵鎢循環(huán)理論發(fā)明，發(fā)光效率高于普通白熾燈，能效提升顯著鹵鎢燈的發(fā)明與優(yōu)勢霓虹燈自1910年起使用，通過高壓激發(fā)惰性氣體產(chǎn)生冷陰極輝光放電，其顏色由氣體光譜特性決定霓虹燈的使用與特性1902年彼得·庫珀·休伊特發(fā)明了效率高的水銀燈，但因紫外線輻射和強光未普及水銀燈的發(fā)明與局限010203照明技術(shù)的發(fā)展：現(xiàn)代照明技術(shù)的發(fā)展熒光燈的創(chuàng)新與普及照明技術(shù)發(fā)展1936年，英曼等人發(fā)明熒光燈，使用汞蒸汽和熒光粉，兩端裝燈絲，光亮超過白熾燈，能效高，可調(diào)光色，迅速普及日光燈命名因光色接近自然日光，新型熒光燈被命名為“日光燈”，廣受家庭歡迎圖2高壓鈉燈外形結(jié)構(gòu)照明技術(shù)的發(fā)展：LED技術(shù)的突破與應(yīng)用早期LED發(fā)展歷史1907年發(fā)現(xiàn)碳化硅發(fā)光，20世紀(jì)60年代初美國通用電氣開發(fā)出首個商用紅光LEDLED商業(yè)化與技術(shù)進步1968年孟山都公司開創(chuàng)LED商業(yè)化，與惠普合作提升性能，推動固態(tài)照明發(fā)展LED光效提升與新顏色開發(fā)1972年，M·喬治·克拉福德開發(fā)出黃光LED，提升了LED光效，同時開發(fā)出紅光和綠光LED圖3LED道路照明照明的種類：按照明功能分類，照明的種類有01照明類型包括正常、應(yīng)急、值班、警衛(wèi)和障礙照明，應(yīng)急照明含備用、安全、疏散照明，其適用原則需遵守相關(guān)規(guī)定02應(yīng)急照明分為設(shè)備用、安全和疏散照明，分別保障工作繼續(xù)、人員安全和疏散通道03值班照明可利用正常或應(yīng)急照明，警衛(wèi)照明按需設(shè)置，障礙照明須遵守相關(guān)規(guī)定照明類型及適用原則應(yīng)急照明分類及要求其他照明類型及要求照明的種類直接型、半直接型、全漫射型（包括水平方向光線很少的直接——間接型）、半間接型和間接型。照明燈具五類分類01此類燈具絕大部分光通量（90-100%）直接投照下方，所以燈具的光通量的利用率最高。直接型燈具02半直接型燈具主要將光通量投射至下半球，減少上空陰影，提升亮度對比半直接型燈具03間接型燈具均勻投光，光通量利用率低，常見乳白玻璃球形燈罩漫射型或直接—04半間接燈具主要投光于頂棚和墻面，柔和室內(nèi)光線，減少眩光半間接燈具05間接燈具通過天棚反射實現(xiàn)柔和無陰影照明，眩光小，但光通量利用率較低間接燈具06照明的種類：按防觸電保護分類燈具采用絕緣材料隔離帶電部分，以確保防觸電保護，保障人身安全防觸電保護概述燈具安全等級從低到高為0類至Ⅲ類，使用時應(yīng)考慮環(huán)境和條件選擇合適類別各類燈具性能與應(yīng)用照明燈具按防觸電保護分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四類，性能與應(yīng)用詳見表1燈具分類及應(yīng)用照明的種類：防護IP分類概述防護等級由IEC和GB標(biāo)準(zhǔn)定義，如IP65中6代表防塵，5代表防噴水防護等級分類標(biāo)準(zhǔn)01第一位數(shù)字0-6表示防塵等級，從無防護到完全防塵。第二位數(shù)字0-8表示防水等級，從無防護到防淹水。防護等級詳細(xì)說明02照明的種類按照明光源發(fā)光原理可分為熱輻射光源、氣體放電光源和固體發(fā)光光源三大類。熱輻射光源熱輻射光源通過電阻絲發(fā)熱發(fā)光，包括白熾燈和鹵鎢燈，白熾燈顯色性佳但光效低，鹵鎢燈光效更高圖4低壓氣體電光源氣體電光源分為：低壓氣體電光源、高壓氣體電光源和輝光放電光源照明的種類：氣體電光源照明的種類：氣體電光源低壓氣體電光源低壓氣體電光源主要包括熒光燈、緊湊型熒光燈和低壓鈉燈，各有特點，如圖4所示熒光燈特性利用熒光粉發(fā)光，光效高于白熾燈，紫外光譜多，感覺較冷緊湊型熒光燈又稱節(jié)能燈，使用稀土熒光粉組合，光效高，顯色性好，無頻閃，但含汞低壓鈉燈特性利用鈉蒸氣放電，發(fā)光效率高，光衰小，但顯色性差，發(fā)黃光照明的種類：氣體電光源高壓氣體電光源包括高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，各有其特定用途和特性高壓氣體電光源輝光放電是低壓氣體中自持放電現(xiàn)象，由法拉第發(fā)現(xiàn)，用于制造氖穩(wěn)壓管等器件輝光放電光源照明的種類：固體發(fā)光光源固體發(fā)光的激發(fā)方式固體發(fā)光可通過多種方式激發(fā)，包括光致、陰極射線、X射線、場致、高能粒子、化學(xué)、生物和摩擦發(fā)光等LED光源的優(yōu)點與應(yīng)用LED光源優(yōu)點包括低壓、節(jié)能、穩(wěn)定性好，且無污染，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于照明設(shè)計圖5LED光源及應(yīng)用光纖照明系統(tǒng)的組成與應(yīng)用光纖照明系統(tǒng)由光源、反光鏡、濾色片和光纖組成，傳輸彩色光，但傳輸距離有限圖6光纖照明系統(tǒng)謝謝項目一目錄壹【知識目標(biāo)】貳【技能目標(biāo)】叁【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】肆任務(wù)四熱學(xué)特性伍【項目小結(jié)】陸【思考與練習(xí)】【知識目標(biāo)】壹照明技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用測試了解照明技術(shù)中基本概念，包括光度學(xué)、色度學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等照明技術(shù)基礎(chǔ)概念會利用照明技術(shù)中的基本概念進行產(chǎn)品測試，確保照明產(chǎn)品的性能和質(zhì)量照明技術(shù)應(yīng)用能力掌握照明技術(shù)中的光色電參數(shù)特性及度量單位，如光度、色度、電學(xué)和熱學(xué)參數(shù)照明技術(shù)參數(shù)特性【技能目標(biāo)】貳照明產(chǎn)品參數(shù)識別與計算1、能識別照明產(chǎn)品中光色電參數(shù)；2、會計算照明設(shè)計中涉及的平均照度等【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】叁照明技術(shù)基礎(chǔ)研究電磁輻射能測量，涵蓋全電磁波段，重點在可見光譜段。輻射度學(xué)概覽關(guān)注光輻射能的客觀度量及人眼視覺特性，評估總體目視刺激。光度學(xué)原理分析顏色感知，包括明亮度、色調(diào)和飽和度，基于多學(xué)科綜合研究。色度學(xué)探索自20世紀(jì)初，輻射度學(xué)、光度學(xué)和色度學(xué)在多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，推動科技進步。歷史與應(yīng)用任務(wù)一輻射度學(xué)與光度學(xué)輻射度學(xué)與光度學(xué)基礎(chǔ)發(fā)光體是電磁波輻射源，可見光波長范圍為380~760nm光度學(xué)的定義與應(yīng)用光源光度學(xué)特性光源特性包括光總量、特定方向強度和空間分布情況光度學(xué)研究可見光的測試、計量和計算，以視覺感受度量光光學(xué)特性與光度學(xué)特性光學(xué)特性包括光通量、發(fā)光強度等，光度學(xué)特性描述光的總量和分布任務(wù)一輻射度學(xué)與光度學(xué)：立體角立體角的計算中，一個球面度等于錐面截圓球面積等于半徑平方立體角的計算立體角是封閉錐面包含的空間，用Ω表示，整個空間可被劃分為若干立體角立體角的定義與單位任務(wù)一輻射度學(xué)與光度學(xué)：輻射度學(xué)與光度學(xué)的基本概念輻射量與光學(xué)量輻射度學(xué)基本概念輻射度學(xué)研究電磁輻射特性,關(guān)鍵參數(shù)包括輻射能(Qe)和輻射通量(Φe),分別表示電磁波能量總量和單位時間內(nèi)的能量變化,單位為焦耳(J)和瓦特(W)光度學(xué)基本概念光度學(xué)基于人眼對可見光的感知,核心參數(shù)光通量(Φv)衡量可見光對視覺的影響,單位為流明(lm),光出射度(Mv)和光照度(Ev)描述光源發(fā)光和表面受光強度,單位為lm/m2和lx任務(wù)一輻射度學(xué)與光度學(xué)：輻射度學(xué)與光度學(xué)的基本概念光學(xué)量和輻射量之間的關(guān)系光譜光效率函數(shù)描述人眼對不同波長光的靈敏度，受視覺細(xì)胞類型影響，分為明視覺和暗視覺明視覺與暗視覺明視覺由錐體細(xì)胞主導(dǎo)，分辨細(xì)節(jié)和顏色；暗視覺由桿體細(xì)胞負(fù)責(zé)，感知微光但不分顏色任務(wù)一輻射度學(xué)與光度學(xué)：朗伯輻射體及其輻射特性光滑反射鏡反射光具方向性，逆光觀察時耀眼，偏離則不顯反射鏡的反射特性朗伯輻射體指各方向輻亮度相同的輻射源，絕對黑體和理想漫反射體是其典型例子朗伯輻射體的定義朗伯余弦定律指出，朗伯體輻射通量與表面法線夾角的余弦成正比朗伯余弦定律任務(wù)二色度學(xué)LED燈具對顏色要求的多樣性，其色度學(xué)特性包含波長、色溫、顯色指數(shù)等01LED色度學(xué)特性色度學(xué)特性用峰值波長、主波長、質(zhì)心波長等次級概念來描述02色度學(xué)參數(shù)描述任務(wù)二色度學(xué)：顏色視覺色度學(xué)是研究顏色刺激測量、計算和評價的科學(xué)色度學(xué)的定義將主觀顏色感知與客觀物理刺激聯(lián)系起來，形成定量學(xué)科顏色感知與物理刺激任務(wù)二色度學(xué)：顏色視覺1顏色辨認(rèn)與RGB顏色空間顏色形成機理人眼感知380-760nm波長的光，不同波長引起不同顏色感覺，如紅光700nm，綠光510nm，藍光470nm混色與三基色原理通過紅、綠、藍三基色按比例混合可得多數(shù)顏色，遵循獨立性、覆蓋性和亮度相加原則，形成RGB顏色空間相加混色法色光混色如紅+綠=黃，紅+藍=紫，綠+藍=青，三色等量相加得白光，改變比例獲各種彩色相減混色法顏料混色減弱反光亮度，降低明度和純度，三原色黃、青、品紅按比例混合得多種顏色任務(wù)二色度學(xué)：顏色視覺2顏色的分類和特性顏色分類顏色分彩色與非彩色，非彩色為白黑灰系列，彩色具明度、色調(diào)、飽和度特征非彩色特性非彩色由白黑灰構(gòu)成，亮度變化體現(xiàn)明度差異，純白、純黑現(xiàn)實中不存在彩色特性彩色含明度、色調(diào)、飽和度，明度隨亮度或反射比增減，色調(diào)由光譜組成決定，飽和度反映色彩純潔性任務(wù)二色度學(xué)：CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)01國際照明委員會規(guī)定了CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，是近代色度學(xué)和色度計算的基礎(chǔ)02基于顏色匹配實驗，用三原色數(shù)量定量表達顏色CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)概述混色系統(tǒng)原理任務(wù)二色度學(xué)：CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)顏色匹配CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)解決顏色混合與匹配問題，通過視覺相同或相等的顏色匹配過程顏色匹配實驗使用RGB三基色光，波長分別為700nm(R)、546.1nm(G)、435.8nm(B)，配比出與目標(biāo)顏色一致的顏色任務(wù)二色度學(xué)：CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)CIE1931-RGB系統(tǒng)CIE1931-RGB系統(tǒng)發(fā)布CIE于1931年發(fā)布CIE1931-RGB系統(tǒng)，基于1°~4°視場下標(biāo)準(zhǔn)觀察者的顏色視覺實驗，確立了描述顏色匹配中三種基色相對比例的概念CIE1931-RGB系統(tǒng)實驗實驗中定義了“等能白光”概念，用于確定基色單位，即亮度單位，通過實驗測定任意顏色所需的三基色量，形成三刺激值，用于顏色匹配CIE1931-RGB系統(tǒng)顏色匹配幾乎所有顏色可用三原色按特定比例混合而成，通過系列顏色匹配實驗，得到各光譜色的三刺激值，形成CIE1931-RGB標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者，但部分配光需負(fù)值紅色基色，物理意義不完善

基于三刺激值色度坐標(biāo)，選取r、g作為橫縱坐標(biāo)，繪制CIE1931-RGB系統(tǒng)色度圖，顯示紅色基色分量刺激值存在負(fù)值現(xiàn)象CIE1931-RGB系統(tǒng)色度圖任務(wù)二色度學(xué)：CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)以及其它CIE色度學(xué)系統(tǒng)CIE1931-RGB系統(tǒng)局限三色系數(shù)在高飽和度顏色匹配時不能同時為正，計算亮度不便，需改進系統(tǒng)滿足正刺激值、亮度獨立及等能白光條件CIE1931-XYZ系統(tǒng)特點采用假想三基色，確保三刺激值均為正，其中Y代表亮度，其余兩色無亮度貢獻，三值相等時為標(biāo)準(zhǔn)白光，成為國際色度統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)在了解了顏色描述的基本概念之后，下面對描述LED色度學(xué)特性的幾個重要概念及其關(guān)系進行介紹和分析任務(wù)二色度學(xué)：描述LED色度學(xué)特性的幾個重要概念及其關(guān)系任務(wù)二色度學(xué)：描述LED色度學(xué)特性的幾個重要概念及其關(guān)系光源的波長與顏色LED色光特性發(fā)光顏色由波長決定，光源光譜特性曲線顯示發(fā)光強度與波長的關(guān)系，類似高斯分布峰值波長峰值波長指光強最強處對應(yīng)的波長，描述單色光顏色特性，對LED至關(guān)重要譜線半寬度定義為光強峰值一半時波長間隔，反映光源單色性，LED譜線半寬度小于40nm主波長描述光源色度特性，尤其多峰值光源，通過與標(biāo)準(zhǔn)照明體混合匹配確定，體現(xiàn)顏色傾向色品坐標(biāo)在CIE1931-XYZ色度圖中定位顏色，用于LED封裝分光，白光LED的X、Y值約0.33，指示顏色偏向任務(wù)二色度學(xué)：描述LED色度學(xué)特性的幾個重要概念及其關(guān)系光源的色溫色溫定義色溫描述白光顏色偏向，基于黑體輻射峰值波長隨溫度變化，單位為開爾文(K)，體現(xiàn)暖色與冷色平衡色溫與光色關(guān)系色溫低于3300K呈溫暖色調(diào)，3300-5000K為中間色調(diào)，高于5000K顯清涼色調(diào)，5000K左右為正白平衡點任務(wù)二色度學(xué)：描述LED色度學(xué)特性的幾個重要概念及其關(guān)系光源的顯色性顯色性定義描述光源再現(xiàn)物體真實顏色的能力，用Ra值衡量，Ra=100表示顏色還原完美顯色性評估基于15種標(biāo)準(zhǔn)顏色樣本，比較光源下顏色與基準(zhǔn)光差異，色差小顯色性好顯色性影響因素光源光譜組成廣泛則顯色性更佳，缺乏特定波長致色差，顯色性下降顯色指數(shù)應(yīng)用高顯色指數(shù)適用于需精確色彩對比場合，低顯色指數(shù)適合對色彩要求不高的環(huán)境光源顯色指數(shù)白熾燈顯色指數(shù)最高，高壓鈉燈最低，不同光源顯色指數(shù)差異顯著任務(wù)二色度學(xué)：描述LED色度學(xué)特性的幾個重要概念及其關(guān)系光源光譜圖LED光源測試使用燈具光色電綜合測試儀，測試白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈及不同顯示指數(shù)LED燈的光色電參數(shù)與光譜圖光源特性分析光源光譜分布決定顯色性，色溫與顯色性無必然聯(lián)系，相同色溫光源顯色性差異大，光譜圖特征可辨識光源類型，如白熾燈顯色指數(shù)100，LED光譜顯示藍光激發(fā)黃色熒光粉原理任務(wù)三電學(xué)特性固體電光源LED廣泛用于節(jié)能環(huán)保，其電學(xué)特性是照明技術(shù)討論的重點LED電光源概述發(fā)光效率是聯(lián)系LED電學(xué)與光學(xué)特性的重要參數(shù)發(fā)光效率的重要性LED電學(xué)特性參數(shù)包括伏安特性曲線、正向工作電流、正向壓降等LED電學(xué)特性參數(shù)任務(wù)三電學(xué)特性：伏安特性曲線描述電流與電壓間函數(shù)關(guān)系，關(guān)鍵電學(xué)特性，尤其對LED及電阻型器件伏安特性定義展現(xiàn)非線性、單向?qū)щ娦?，正偏壓降低接觸電阻，反偏壓則升高，反映LED芯片性能伏安特性特點曲線分四段，直觀展示LED電學(xué)行為，揭示PN結(jié)制備質(zhì)量伏安特性曲線分區(qū)正向死區(qū)指LED未開啟時，電壓低于開啟電壓，電阻大，不同LED開啟電壓不同正向死區(qū)任務(wù)三電學(xué)特性：伏安特性曲線LED在正常工作區(qū)發(fā)光，避免高電壓或大電流導(dǎo)致壽命縮短正向工作區(qū)當(dāng)V＜0時，PN結(jié)加反偏壓，這是一種加上較小的反向電壓的情形，LED反向電流很小，處于反向截止?fàn)顟B(tài)反向死區(qū)當(dāng)反向電壓超過反向擊穿電壓時，LED會突然增加漏電流并可能損壞反向擊穿區(qū)任務(wù)三電學(xué)特性：幾個常用的重要參數(shù)LED伏安特性曲線伏安特性曲線全面分析LED電學(xué)特性LED參數(shù)重要性強調(diào)芯片制造、封裝及應(yīng)用場合的器件選型和設(shè)計時的參數(shù)任務(wù)三電學(xué)特性：幾個常用的重要參數(shù)正向工作電流IF正向工作電流類型包括額定、最小、最大容許正向及脈沖電流，分別確保安全、界定極限與脈沖承受能力，影響LED性能與壽命額定工作電流IF理想線性區(qū)工作電流，小功率LED約為20mA，保證正常發(fā)光狀態(tài)最小工作電流IFL低于此值，LED超出線性區(qū)，一致性難以保證，影響正常工作最大容許正向電流IFHLED可承受的最大電流，雖能工作，但發(fā)熱量大，壽命縮短最大容許正向脈沖電流IFP特定占空比下，LED能承受的最高脈沖電流，考驗瞬時承受力任務(wù)三電學(xué)特性：幾個常用的重要參數(shù)正向電壓VF是衡量LED電極質(zhì)量和材料性能的關(guān)鍵參數(shù)01正向壓降VF反向漏電流IR是衡量器件質(zhì)量的敏感指標(biāo)，正常情況下應(yīng)小于10mA02反向漏電流IR反向電壓VR是在特定反向電流下測得的電壓值，超過此值反向漏電電流會急劇增加，通常要求不超過10mA03反向電壓VRLED所能承受的最大反向電壓，即反向擊穿電壓超出此電壓使用時，將導(dǎo)致LED反向擊穿。04最大容許反向電壓VzLED耗散功率PD由電流IF和正向電壓VF決定，0.5~1W為小大功率分界05耗散功率PD任務(wù)三電學(xué)特性：幾個常用的重要參數(shù)發(fā)光效率發(fā)光效率定義發(fā)光效率是光源光通量與消耗功率比值，單位lm/W，反映LED光電性能LED發(fā)光原理LED發(fā)光由外部量子效率決定，涉及藍光芯片、黃熒光粉及封裝效率，光效高則光電轉(zhuǎn)換好任務(wù)四熱學(xué)特性肆熱學(xué)特性在照明技術(shù)中的重要性大功率照明中，電能轉(zhuǎn)熱能需及時疏散，否則影響光源性能。熱能轉(zhuǎn)換與散熱散熱設(shè)計關(guān)鍵，確保LED穩(wěn)定可靠運行，延長使用壽命。熱學(xué)特性與LED應(yīng)用功率增加致熱量上升，影響LED效率、壽命及顏色穩(wěn)定性。LED功率與熱效應(yīng)010203LED的使用壽命與可靠性01LED燈壽命長，可達5萬至10萬小時，逐漸退化而非突然損壞，5萬小時后亮度仍保持60%以上02LED壽命通常指其光通量或額定電流下降到最初使用時一半的時間，而不是完全不能發(fā)光的時間。03可靠性是衡量LED產(chǎn)品優(yōu)劣的重要指標(biāo)，指的是LED在工作期間其主要特性參數(shù)保持在額定范圍內(nèi)的幾率。LED使用壽命優(yōu)勢LED壽命的定義LED可靠性的重要性LED的熱學(xué)特性散熱效果直接影響LED使用壽命，需降低芯片溫度以延長其壽命LED壽命與散熱關(guān)系熱量集中導(dǎo)致芯片溫度升高，引發(fā)熱應(yīng)力分布不均，效率下降，失效率增加散熱不良的后果LED的熱學(xué)特性：結(jié)溫及其對LED性能的影響密集排列的LED在形成白光照明系統(tǒng)時散熱問題尤為突出，成為功率型LED應(yīng)用的關(guān)鍵挑戰(zhàn)LED散熱問題的嚴(yán)重性03結(jié)溫升高導(dǎo)致LED波長紅移、亮度下降，每升高1℃，亮度減少約1%結(jié)溫升高對LED波長和亮度的影響02結(jié)溫是關(guān)鍵因素，影響LED的光學(xué)、電學(xué)特性及壽命，溫度升高可靠性降低，建議結(jié)溫控制在110℃以下結(jié)溫對LED性能的影響01LED的熱學(xué)特性降低LED結(jié)溫的途徑降低LED結(jié)溫的途徑包括提高電光轉(zhuǎn)換效率、增強熱散失能力、減少熱阻、優(yōu)化散熱結(jié)構(gòu)和控制輸入功率【項目小結(jié)】伍輻射度學(xué)、光度學(xué)和色度學(xué)的發(fā)展輻射度學(xué)、光度學(xué)和色度學(xué)近年來發(fā)展迅速，光源種類不斷更新，發(fā)光效率與顏色得到顯著提升光源技術(shù)進步01建立光通量、光強度等計量標(biāo)準(zhǔn)，對國防、工業(yè)、醫(yī)療和照明等領(lǐng)域的測試和計量技術(shù)進步至關(guān)重要計量標(biāo)準(zhǔn)的重要性02電光源的電學(xué)與熱學(xué)特性電學(xué)特性參數(shù)對電光源至關(guān)重要，LED器件發(fā)光效率的提升預(yù)示著固態(tài)光源將替代傳統(tǒng)光源電光源的電學(xué)特性01熱學(xué)特性影響照明電器的壽命和可靠性，是電光源設(shè)計中不可忽視的因素電光源的熱學(xué)特性02【思考與練習(xí)】章節(jié)副標(biāo)題陸LED光源特性與優(yōu)勢分析錐體細(xì)胞負(fù)責(zé)日間色彩視覺，桿狀細(xì)胞則在夜間或暗光下起作用01解釋光通量、照度、發(fā)光強度、顯示指數(shù)和色溫等專業(yè)術(shù)語02LED作為顯示器光源，具有哪些獨特優(yōu)點03介紹LED產(chǎn)生白光的幾種方式，并比較其與傳統(tǒng)路燈照明的優(yōu)劣04視覺細(xì)胞功能對比光源術(shù)語解釋LED顯示器光源優(yōu)勢LED白光產(chǎn)生方式及優(yōu)缺點謝謝項目二照明中常用光學(xué)器件目錄壹【知識目標(biāo)】貳【技能目標(biāo)】叁【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】肆【項目小結(jié)】伍【思考與練習(xí)】【知識目標(biāo)】壹照明光學(xué)器件應(yīng)用與分析掌握照明中常用透鏡、反射器及其組合等光學(xué)器件特點照明光學(xué)器件特點會分析照明光學(xué)器件中幾何光學(xué)傳播規(guī)律照明光學(xué)分析能力了解照明中常用光學(xué)器件在不同場合中的應(yīng)用光學(xué)器件應(yīng)用了解【技能目標(biāo)】貳照明設(shè)計與器件應(yīng)用技巧1、能利用照明中常用光學(xué)器件進行簡單的照明設(shè)計；2、會選擇和應(yīng)用照明中常用的光學(xué)器件【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】叁照明技術(shù)基礎(chǔ)折射與反射應(yīng)用幾何光學(xué)規(guī)律主導(dǎo)，透鏡與反射元件關(guān)鍵。02反射元件作用調(diào)控光線路徑，優(yōu)化照明效果。04設(shè)計方法預(yù)告下一項目詳述設(shè)計技巧與實踐。06光場分布原理光線傳播方向控制，實現(xiàn)光通量合理分配。01透鏡元件解析廣泛用于照明設(shè)計，影響光通量分布。03實際應(yīng)用場景射燈、路燈、自行車燈、汽車車燈實例。05020504030601任務(wù)一照明中常用透鏡透鏡是照明燈具中不可或缺的光學(xué)元件，它一般有以下幾種材料種類硅膠透鏡硅膠透鏡具有高吸附性、熱穩(wěn)定性，常用作LED封裝材料，體積小，直徑3-10毫米PMMA光學(xué)級PMMA，即有機玻璃，是透明度高、性價比優(yōu)的高分子材料，透光率高達92%。PMMA具有高紫外光穿透性、穩(wěn)定性，允許特定紅外線通過，可定制過濾可見光PC透鏡光學(xué)級PC透鏡廣泛應(yīng)用于多種光學(xué)設(shè)備，具有高生產(chǎn)效率和耐高溫特性，但透光率略低玻璃透鏡玻璃分為冕牌和火石兩類，前者折射率低色散大，后者折射率高色散小。玻璃的光學(xué)均勻性、化學(xué)穩(wěn)定性、氣泡、條紋和內(nèi)應(yīng)力影響成像，需依儀器要求選材。光學(xué)玻璃優(yōu)點包括高透光率、耐高溫和紫外線；缺點是易碎、加工難度大、效率低和成本高凸透鏡和凹透鏡凸透鏡會聚光線，凹透鏡發(fā)散光線，通過調(diào)整距離和曲率改變光線角度任務(wù)一照明中常用透鏡任務(wù)一照明中常用透鏡：棱鏡棱鏡的光線偏折作用棱鏡通過改變光線方向?qū)崿F(xiàn)偏折，偏心球面透鏡還能擴散或會聚光線色散現(xiàn)象與折射定律棱鏡折射不同波長光，藍光偏折大，紅光小，折射率因波長而異棱鏡在照明光學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用棱鏡用于照明設(shè)計，通過偏轉(zhuǎn)光線和調(diào)整光束角，形成非對稱光形，應(yīng)用于多種燈具偏轉(zhuǎn)角計算公式：b=arctan（n?1）h（2.2）偏轉(zhuǎn)角計算公式任務(wù)一照明中常用透鏡：菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡由奧古斯汀·菲涅爾于1822年發(fā)明，用于燈塔透鏡，由聚烯烴或玻璃制成，表面有同心圓紋理，厚度約1mm，用于聚焦和平行光菲涅爾透鏡簡介菲涅爾透鏡設(shè)計原理設(shè)計思想是將透鏡分環(huán)帶，使光線近似會聚于同一像點，實現(xiàn)聚焦和準(zhǔn)直作用，分為正負(fù)菲涅爾透鏡，正透鏡聚焦光線，負(fù)透鏡與光線同側(cè)焦點按光學(xué)設(shè)計分為正負(fù)菲涅爾透鏡，按結(jié)構(gòu)有圓形、陣列、柱狀、線性、衍射、反射、光束分離器和棱鏡，用于校正球差，減輕重量，降低成本菲涅爾透鏡分類在照明系統(tǒng)中替代單透鏡或二次曲面透鏡，減小質(zhì)量、厚度，校正球差，降低制造成本，減少光能損失，適用于大口徑照明系統(tǒng)菲涅爾透鏡優(yōu)點菲涅爾透鏡應(yīng)用途徑主要包括菲涅爾投影電視，背投菲涅爾屏幕，高射投影儀，準(zhǔn)直器；1)投影顯示01主要包括太陽能用菲涅爾透鏡，攝影用菲涅爾聚光燈，菲涅爾放大鏡；2)聚光聚能02航空航海領(lǐng)域使用特制菲涅爾透鏡，具有高透光率和小發(fā)散角，能在10海里能見度下達到30海里射程3)航空航海03主要包括激光檢測系統(tǒng)等；4)科技研究04主要包括無源移動探測器；5)紅外探測05照明光學(xué)涉及汽車頭燈、交通標(biāo)志和光學(xué)著陸系統(tǒng)，菲涅爾透鏡設(shè)計是其關(guān)鍵技術(shù)之一6)照明光學(xué)06任務(wù)一照明中常用透鏡：全反射透鏡全反射透鏡的應(yīng)用全反射透鏡利用全反射原理收集或分配光線，廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域，如射燈、準(zhǔn)直透鏡等任務(wù)一照明中常用透鏡：全反射透鏡全內(nèi)反射透鏡的結(jié)構(gòu)與原理全反射透鏡原理利用二次曲面形成全反射面，會聚光線，通過透鏡組合實現(xiàn)光通量分配，達到預(yù)定照明效果全反射透鏡作用中間類似凸透鏡會聚小角度光線，邊緣利用全反射原理轉(zhuǎn)換大角度光線，確保出射光均勻分布任務(wù)一照明中常用透鏡：全反射透鏡優(yōu)化全內(nèi)反射透鏡出光面，可改變光角度和均勻性，提升效率全內(nèi)反射透鏡的優(yōu)化處理任務(wù)一照明中常用透鏡：自由曲面透鏡自由曲面透鏡提高照明設(shè)計自由度，實現(xiàn)LED均勻照明及復(fù)雜光束控制自由曲面透鏡在照明設(shè)計中的應(yīng)用后續(xù)將專門設(shè)立一個項目任務(wù)，通過案例詳細(xì)介紹自由曲面透鏡的設(shè)計方法。自由曲面透鏡設(shè)計的項目任務(wù)自由曲面透鏡設(shè)計復(fù)雜，需用數(shù)值方法和優(yōu)化算法處理點及擴展光源自由曲面透鏡設(shè)計的復(fù)雜性010203任務(wù)二照明中常用反射器反射器的作用照明系統(tǒng)中的反射器俗稱燈罩或反射罩，其作用一般有兩點：1）獲得所需照明效果，近處光照強度大而均勻，但遠(yuǎn)處效果不好；2）在相同配光的前提下，增加外形美觀反射器設(shè)計基礎(chǔ)理論將反射器上任意點(角度θ)接收的光源光線反射到與軸線成希望夾角α的方向上，換言之，要注定反射器上各區(qū)域?qū)⒐饩€投射到什么方位，這是設(shè)計的第一步反射器設(shè)計計算細(xì)節(jié)對從光源射向四周空間的光線，要選擇合適的角度間隔進行劃分，如圖13所示。計算在光源光分布和出射光束光分布中各個角度間隔內(nèi)的立體角反射器曲面形狀計算根據(jù)θ～α的關(guān)系，求出反射器曲面形狀，這是計算反射器的第二步。其中包括：1.用公式計算光源光線間隔角度中反射面與軸線夾角β任務(wù)二照明中常用反射器：二次曲線反射器二次曲線的光學(xué)反射特性二次曲線的分類二次曲線包括圓、橢圓、拋物線和雙曲線。圓錐曲線反射特性從焦點發(fā)出的光線，經(jīng)曲線反射，會聚于另一焦點，拋物線焦點產(chǎn)生平行光，雙曲線焦點光線反向交于另一焦點照明應(yīng)用利用圓錐曲線反射特性，設(shè)計反射器，如圓面、橢圓面、拋物面和雙曲面，實現(xiàn)光線的有效匯聚或發(fā)散其他反射器設(shè)計其他反射器設(shè)計需滿足特定照明需求，如均勻照度、可變發(fā)光角度，采用鱗甲或自由曲面反射器任務(wù)三反射器透鏡組合形式透鏡與反射器的比較透鏡在小角度照明中均勻性好，反射器適用于遠(yuǎn)距離聚光透鏡與反射器的組合應(yīng)用透鏡與反射器組合可提升光效，調(diào)整照明角度，如全內(nèi)反射透鏡與鱗甲反射器結(jié)合【項目小結(jié)】肆光學(xué)器件優(yōu)缺點分析透鏡元件和反射元件各有優(yōu)缺點，反射器設(shè)計成熟但對特殊LED光源效果不佳照明系統(tǒng)元件優(yōu)缺點菲涅爾透鏡設(shè)計方便，易于批量加工，不受透鏡厚度影響菲涅爾透鏡的優(yōu)勢傳統(tǒng)透鏡工藝成熟但設(shè)計復(fù)雜，自由曲面透鏡可實現(xiàn)復(fù)雜配光要求但厚度大影響散熱透鏡設(shè)計與加工挑戰(zhàn)【思考與練習(xí)】伍照明透鏡及反射器解析照明燈具中使用的透鏡常用哪些材料構(gòu)成？照明系統(tǒng)中常用的透鏡有哪些？各有什么特點透鏡材料與類型01菲涅爾透鏡的設(shè)計思想是什么？全內(nèi)反射透鏡的特點是什么透鏡設(shè)計與特點02照明系統(tǒng)中常用的反射器有哪些？各有什么特點反射器類型與特點03謝謝項目三照明光學(xué)設(shè)計目錄壹【知識目標(biāo)】貳【技能目標(biāo)】叁【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】肆【項目小結(jié)】伍【思考與練習(xí)】【知識目標(biāo)】壹照明系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計要點掌握照明系統(tǒng)中常用光學(xué)設(shè)計方法，為后續(xù)設(shè)計打下基礎(chǔ)光學(xué)設(shè)計方法掌握能夠分析照明系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計中的照度分布和配光曲線，確保設(shè)計的準(zhǔn)確性照明系統(tǒng)分析能力了解照明系統(tǒng)中常用光學(xué)器件在不同場合中的應(yīng)用及設(shè)計修正光學(xué)器件應(yīng)用了解【技能目標(biāo)】貳照明設(shè)計與器件應(yīng)用指南1、能利用照明系統(tǒng)中常用光學(xué)器件進行簡單的照明設(shè)計；2、會選擇和應(yīng)用照明系統(tǒng)中常用的光學(xué)器件【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】叁LED光源與能源問題LED光源因低能耗、長壽命成為21世紀(jì)能源解決方案的關(guān)鍵。節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢由于朗伯分布特性，需通過光學(xué)設(shè)計優(yōu)化光能分布，滿足照明需求。光學(xué)設(shè)計必要性二次光學(xué)設(shè)計概覽在非成像光學(xué)領(lǐng)域，光能利用率成為衡量系統(tǒng)性能的核心指標(biāo)。非成像光學(xué)應(yīng)用集中于光通量、光強、照度和亮度的優(yōu)化，提高光能利用率。設(shè)計目標(biāo)二次配光設(shè)計挑戰(zhàn)一次與二次設(shè)計區(qū)別封裝內(nèi)設(shè)計關(guān)注芯片、支架和模粒，封裝外則側(cè)重二次配光。關(guān)鍵問題探討如何高效利用LED光線，滿足特定照明場景的需求。任務(wù)一全反射透鏡設(shè)計LED照明問題LED光源發(fā)散角大，遠(yuǎn)距離照明能量分散，需設(shè)計二次光學(xué)系統(tǒng)減少發(fā)散角單個反射器與透鏡的局限單個反射器或透鏡在處理不同角度光線時存在體積大或口徑大的問題全內(nèi)反射透鏡的優(yōu)勢全內(nèi)反射透鏡結(jié)合反射與透射，有效解決單個元件的缺點，提高照明效率任務(wù)一全反射透鏡設(shè)計：射燈透鏡設(shè)計射燈透鏡設(shè)計分為光線收集系統(tǒng)和調(diào)整發(fā)光角度的復(fù)眼透鏡，復(fù)眼透鏡實現(xiàn)光線角度控制和勻光目的。射燈透鏡設(shè)計概述復(fù)眼透鏡應(yīng)用與設(shè)計復(fù)眼透鏡采用偏心透鏡組合，實現(xiàn)光束角控制和偏轉(zhuǎn)光束，滿足非對稱配光要求燈具設(shè)計。LED透鏡設(shè)計需求與分類LED透鏡設(shè)計需具備新穎性、高透光率和良好可視化效果，常見類型包括自由曲面?zhèn)缺?、直面鱗甲和復(fù)眼珠面LED透鏡設(shè)計優(yōu)化與未來方向優(yōu)化LED透鏡設(shè)計需平衡高端需求、成本，提升視覺效果、透過率及美觀性任務(wù)一全反射透鏡設(shè)計：自行車前照燈透鏡設(shè)計自行車LED前照燈配光透鏡設(shè)計自行車LED前照燈配光透鏡采用TIR透鏡設(shè)計，通過凸凹透鏡和棱鏡原理，實現(xiàn)簡單結(jié)構(gòu)和低成本產(chǎn)品特性與安裝指南產(chǎn)品特性涵蓋材料、設(shè)計、散熱、防護、抗性和光效；安裝指南涉及接線與位置，確保正常運作菲涅爾透鏡的發(fā)明與應(yīng)用菲涅爾透鏡由奧古斯汀·菲涅爾發(fā)明，最初用于燈塔，通過創(chuàng)新設(shè)計減輕重量、降低成本任務(wù)二菲涅爾透鏡設(shè)計菲涅爾透鏡通過壓縮曲率成三棱柱，利用傾斜角和錐角集中光線至中心焦點菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)與原理菲涅爾透鏡的設(shè)計與優(yōu)化菲涅爾透鏡設(shè)計通過三步：設(shè)定環(huán)帶角度、優(yōu)化投光效果、考慮安全與加工公差，以實現(xiàn)均勻光強分布菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)與模擬數(shù)值模擬確定菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)，優(yōu)化后光斑光強分布均勻，滿足照明需求任務(wù)三鱗甲反射器設(shè)計系列化設(shè)計問題在燈具設(shè)計中，特別是研發(fā)投光燈、軌道燈等類型燈具時，經(jīng)常會遇到系列化設(shè)計問題鱗甲片反射器方案提出了一種通過鱗甲片改變出光角度的反射器設(shè)計方案，包括鱗片參數(shù)的計算、基面合理分隔方法、實際仿真模擬任務(wù)三鱗甲反射器設(shè)計反射器基面設(shè)計反射器設(shè)計關(guān)注光源與頂面距離H、開口直徑D及拋物線型反射曲線，以優(yōu)化出光角度和光能利用任務(wù)三鱗甲反射器設(shè)計：鱗甲反射器設(shè)計通過拋物線型基面和球面鱗甲片反射，改變光線出射角度，實現(xiàn)照明均勻性鱗甲反射器設(shè)計原理基面分隔份數(shù)影響光斑照度均勻性，需分析光能利用率與勻光效果的平衡點照明效果與光效平衡確定M點坐標(biāo)與鱗甲片半徑R，θ為基面分割角度，β為出射光角度鱗甲片設(shè)計參數(shù)任務(wù)三鱗甲反射器設(shè)計：鱗甲反射器設(shè)計鱗甲片半徑與球心位置計算鱗甲反射器設(shè)計原理通過計算邊緣光線與鱗甲片的相對角度，確定反射光線角度分布，利用幾何光學(xué)原理簡化反射過程，考慮不同入射光線與鱗甲片法線的夾角差異鱗甲反射器設(shè)計計算基于鱗甲切面夾角和出射光線夾角的關(guān)系，推導(dǎo)出鱗甲片反射角度的計算公式，α=1/2(β-θ)，并利用拋物面方程和光源位置計算鱗甲面的曲率半徑及球心位置，確保光線有效反射任務(wù)三鱗甲反射器設(shè)計：鱗甲反射器設(shè)計鱗甲片圓周切割角度鱗甲反射器設(shè)計光線經(jīng)鱗甲片反射，需調(diào)整兩方向分割角度，確保照明均勻。比例1.6:1時，照明區(qū)域為圓形且均勻；1:1或1:2.5時，照明區(qū)域變形，中心照度高，邊緣低比例調(diào)整通過仿真調(diào)整鱗甲片圓周與母線方向長度比，1.6倍比例可獲最對稱照度，不同角度需根據(jù)實際情況調(diào)整任務(wù)三鱗甲反射器設(shè)計：鱗甲反射器設(shè)計鱗甲片陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計鱗甲片陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計影響發(fā)散角與發(fā)光強度，圓形結(jié)構(gòu)可優(yōu)化照明效果任務(wù)三鱗甲反射器設(shè)計：仿真效果建立三種鱗甲面反射器，測試顯示發(fā)散角增大勻光效果變差鱗甲面反射器設(shè)計與測試圖17顯示三種發(fā)散角的光強分布，大角度照明呈鵝蛋形，中心亮于邊緣光強分布與效果分析鱗甲結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化優(yōu)化鱗甲結(jié)構(gòu)設(shè)計，可提升產(chǎn)品勻光特性，解決系列化照明問題任務(wù)四自由曲面透鏡設(shè)計自由曲面的定義與優(yōu)勢自由曲面由多個獨立曲面片構(gòu)成，無法用具體數(shù)學(xué)表達式表示，設(shè)計自由度高，可有效控制光束點光源的光學(xué)設(shè)計意義點光源是理想化光源，面向點光源的光學(xué)設(shè)計是擴展光源設(shè)計的基礎(chǔ)，關(guān)鍵在于確定光線投射方向或位置透鏡設(shè)計實現(xiàn)照度均勻通過合理分配光線走向，利用能量守恒和光的折反射定律，求得滿足均勻照度要求的自由曲面透鏡擴展光源的自由曲面設(shè)計基于擴展光源的自由曲面透鏡設(shè)計涉及復(fù)雜優(yōu)化算法，具體數(shù)值計算過程在此省略，可進一步查閱資料學(xué)習(xí)任務(wù)四自由曲面透鏡設(shè)計：基于點光源的照度均勻自由曲面透鏡設(shè)計提出設(shè)計的目標(biāo)與要求設(shè)計目標(biāo)為使用LED光源和透鏡，在3米高處形成半徑33米的均勻圓形光斑編寫程序，建立實體模型在MATLAB編寫程序求解自由曲面坐標(biāo)，導(dǎo)入SolidWorks擬合為實體模型光學(xué)仿真，得出模擬效果光學(xué)仿真顯示，透鏡設(shè)計滿足要求，光能利用率高達96.011%，照明均勻度超95%任務(wù)四自由曲面透鏡設(shè)計：基于點光源的小角度均勻照明系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計原理透鏡設(shè)計原理系統(tǒng)圍繞Z軸對稱，光源在原點，光線經(jīng)折射投射至高度h的目標(biāo)面，通過曲面1、4或3、2、4到達目標(biāo)，降低設(shè)計復(fù)雜度曲面設(shè)計策略頂部曲面4為水平面，曲面3為豎直面，重點設(shè)計曲面1和2，有效減少設(shè)計自由度，簡化系統(tǒng)設(shè)計過程任務(wù)四自由曲面透鏡設(shè)計：基于點光源的小角度均勻照明系統(tǒng)設(shè)計編程實現(xiàn)算法，建立實體模型設(shè)計目標(biāo)使用LED點光源，通過配光器在3m處形成0.4m半徑的均勻光斑，實現(xiàn)7.5°小角度照明設(shè)計實現(xiàn)在MATLAB中編程，利用步進法計算自由曲面離散點坐標(biāo)，導(dǎo)入SolidWorks擬合實體模型任務(wù)四自由曲面透鏡設(shè)計：基于點光源的小角度均勻照明系統(tǒng)設(shè)計光學(xué)仿真，得出模擬效果光學(xué)系統(tǒng)仿真TracePro軟件仿真顯示，目標(biāo)面上照度分布均勻，光能利用率高達85.428%，符合設(shè)計要求設(shè)計成果小角度均勻照明系統(tǒng)設(shè)計成功，透鏡系統(tǒng)實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，照度均勻度超過85%任務(wù)四自由曲面透鏡設(shè)計：基于點光源的自由曲面光學(xué)設(shè)計的問題LED光源的二次光學(xué)設(shè)計LED光源通過二次光學(xué)設(shè)計，作為理想點光源，優(yōu)化照明效果點光源近似的局限性現(xiàn)實中所有光源都有尺寸，點光源是理想化近似。當(dāng)LED光源相對尺寸變大，近似成點光源會導(dǎo)致設(shè)計誤差。透鏡設(shè)計與尺寸比分析LED光源與透鏡尺寸比例影響照度均勻度，H:D比例變化導(dǎo)致照度分布曲線不同LED擴展光源的光學(xué)設(shè)計問題LED擴展光源的光學(xué)設(shè)計需新理論支持，無法直接應(yīng)用點光源方法【項目小結(jié)】肆LED照明光學(xué)設(shè)計技術(shù)概覽本項目從光度學(xué)基本知識的角度詳細(xì)介紹了關(guān)于LED照明光學(xué)設(shè)計技術(shù)01主要就二次光學(xué)設(shè)計即LED配光問題進行了具體闡述，涉及全反射透鏡設(shè)計等02照明中二次光學(xué)設(shè)計方法還有很多，本項目例舉的特例詳細(xì)介紹和分析03其他類型的照明設(shè)計可以參考這些設(shè)計方法，舉一反三04LED照明光學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)二次光學(xué)設(shè)計詳述照明設(shè)計方法多樣性設(shè)計方法的適用性【思考與練習(xí)】伍光學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)問答全反射透鏡設(shè)計的思路是什么透鏡設(shè)計思路導(dǎo)光管的設(shè)計原理是什么導(dǎo)光管設(shè)計原理簡述鱗甲反射器的設(shè)計步驟鱗甲反射器設(shè)計步驟射燈透鏡設(shè)計的步驟是什么射燈透鏡設(shè)計步驟菲涅爾透鏡的設(shè)計方法有哪些？各有什么特點菲涅爾透鏡設(shè)計方法自由曲面透鏡的設(shè)計原理是什么？設(shè)計步驟如何自由曲面透鏡設(shè)計原理謝謝項目四照明散熱系統(tǒng)設(shè)計目錄壹【知識目標(biāo)】貳【技能目標(biāo)】叁【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】肆【項目小結(jié)】伍【思考與練習(xí)】【知識目標(biāo)】壹照明散熱設(shè)計基礎(chǔ)了解照明燈具散熱原理，掌握基礎(chǔ)散熱知識散熱基礎(chǔ)知識掌握能夠分析并設(shè)計照明系統(tǒng)中的散熱部分散熱設(shè)計分析能力熟悉照明領(lǐng)域中散熱器件所用材料類型散熱器件材料了解【技能目標(biāo)】貳1、能合理選擇散熱途徑和散熱材料；2、會散熱系統(tǒng)設(shè)計散熱途徑與材料選擇技巧【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】叁散熱技術(shù)與LED性能高達70%-80%電能轉(zhuǎn)熱，散熱不佳致芯片溫度上升，影響光效與壽命。大功率LED散熱挑戰(zhàn)結(jié)溫高降光通量，熒光粉效率下滑，色溫受影響，散熱成產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。散熱對LED的影響研究高效散熱材料與結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計，是實現(xiàn)大功率LED產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵。提升散熱能力策略任務(wù)一散熱基礎(chǔ)基于元器件應(yīng)力分析，與產(chǎn)品可靠性要求及失效率一致最高允許溫度計算控制產(chǎn)品內(nèi)部電子元器件溫度，確保不超過規(guī)定最高溫度散熱目的任務(wù)一散熱基礎(chǔ)：熱量傳遞的三種基本方式熱傳導(dǎo)散熱基礎(chǔ)熱傳導(dǎo)、對流、輻射是熱量傳遞的三種基本方式，熱傳導(dǎo)在固體中為主，對流在流體中顯著，輻射則無需介質(zhì)熱傳導(dǎo)特性熱傳導(dǎo)需溫差驅(qū)動，速率取決于溫度場分布，固體中電子與晶格振動主導(dǎo)，液體中分子熱運動傳遞，氣體靠分子碰撞遷移能量任務(wù)一散熱基礎(chǔ)：熱量傳遞的三種基本方式熱對流是熱量通過流動介質(zhì)傳播的現(xiàn)象，影響火災(zāi)發(fā)展，與溫差、導(dǎo)熱系數(shù)等因素相關(guān)熱對流任務(wù)一散熱基礎(chǔ)：熱量傳遞的三種基本方式熱輻射熱輻射定義熱輻射是物體因自身溫度向外發(fā)射能量，不需媒質(zhì)，以電磁輻射形式傳遞，溫度高輻射強，波長隨溫度變化熱傳遞方式對比熱輻射與熱傳導(dǎo)、對流不同，能在遠(yuǎn)距離無媒質(zhì)傳熱，如太陽熱量經(jīng)宇宙空間傳至地球，是遠(yuǎn)距離傳熱主方式任務(wù)一散熱基礎(chǔ)：散熱設(shè)計術(shù)語術(shù)語包括單板、散熱器、風(fēng)扇、導(dǎo)熱界面材料、換熱器、熱管、均溫板和冷板，這些都是散熱設(shè)計中的關(guān)鍵組件散熱基礎(chǔ)PCB是印制電路板，俗稱單板，是電子元器件連接的關(guān)鍵部件單板(PCB，PWB)散熱器（heatsink，finstack）散熱器通常由鋁銅制成，具有翅片形狀，用于增大與外界的接觸面積，促進熱量散逸風(fēng)扇，風(fēng)機（fan，blower，airmover）風(fēng)扇是用來加速空氣流動的部件。又稱為風(fēng)機。分為軸流風(fēng)扇和離心風(fēng)扇。任務(wù)一散熱基礎(chǔ)：散熱設(shè)計術(shù)語導(dǎo)熱界面材料用于填充剛性固體接觸面的縫隙，包括導(dǎo)熱襯墊、硅脂和凝膠等導(dǎo)熱界面材料（thermalinterfacematerial，tim）換熱器是散熱器的一種，通過冷卻液體間接降低熱源溫度換熱器（heatexchanger）熱管和均溫板是高效傳熱部件，廣泛應(yīng)用于高功率密度場景熱管和均溫板（heatpipeandvaporchamber）冷板是液冷系統(tǒng)中用于散熱的結(jié)構(gòu)件，常用于CPU、GPU等消費電子冷板（coldplate）任務(wù)二散熱途徑與材料選擇散熱目的與溫度控制散熱的目的是控制產(chǎn)品內(nèi)部所有電子元器件的溫度，使其在所處的工作環(huán)境條件下不超過標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范所規(guī)定的最高溫度0102最高允許溫度計算最高允許溫度的計算應(yīng)以元器件的應(yīng)力分析為基礎(chǔ)，并且與產(chǎn)品的可靠性要求以及分配給每一個元器件的失效率相一致任務(wù)二散熱途徑與材料選擇：照明燈具的散熱途徑LED技術(shù)廣泛應(yīng)用于顯示屏、裝飾彩燈及車燈，深入生活各個領(lǐng)域LED技術(shù)的廣泛應(yīng)用LED散熱途徑包括直接散熱和通過基板至電路板散熱，散熱效率受系統(tǒng)設(shè)計影響LED散熱途徑與瓶頸LED散熱方法包括空氣散熱、系統(tǒng)電路板導(dǎo)熱、金線導(dǎo)熱和共晶Flipchip通孔導(dǎo)熱LED散熱方法任務(wù)二散熱途徑與材料選擇：照明燈具的散熱途徑LED散熱基板材料與封裝方式散熱途徑主要通過LED芯片基板到系統(tǒng)電路板散熱，包括直接散熱和通過電極金屬導(dǎo)線散熱材料選擇芯片基板材料熱散能力關(guān)鍵，共晶或覆晶接合方式提升電極導(dǎo)線散熱效率任務(wù)二散熱途徑與材料選擇：照明燈具的散熱材料LED照明市場的發(fā)展前景LED照明以其高適應(yīng)性、長壽命和高效率，有望替代傳統(tǒng)照明，市場前景廣闊任務(wù)二散熱途徑與材料選擇：照明燈具的散熱材料導(dǎo)熱封裝樹脂的選擇與應(yīng)用散熱途徑利用導(dǎo)熱封裝樹脂作為散熱器，傳導(dǎo)設(shè)備熱能至環(huán)境，適用于LED裝置，促進光提取材料選擇選擇基礎(chǔ)樹脂、硬化劑和添加劑如環(huán)氧、聚氨酯、硅樹脂，形成導(dǎo)熱填料，滿足不同應(yīng)用需求任務(wù)三散熱系統(tǒng)設(shè)計大功率LED燈散熱技術(shù)包括散熱片、熱管、均溫板等散熱技術(shù)概述散熱片通過擴大表面積將熱量散發(fā)到環(huán)境中，影響因素眾多散熱片散熱原理熱管利用液相循環(huán)導(dǎo)熱，均溫板為面?zhèn)鳠幔岣呱峋鶆蛐詿峁芘c均溫板輻射涂覆層和導(dǎo)熱膏、墊片用于提高散熱效率和減小接觸熱阻其他散熱方法任務(wù)三散熱系統(tǒng)設(shè)計：3.1熱分析工具熱分析軟件種類及特點熱分析軟件種類ANSYS、FLUENT、EFD、ICEPAK及FloTherm為主流選擇，各具特色，適用不同場景與需求EFD軟件特性嵌入PRO/E等CAD軟件，建模便捷，適合初步計算，但資源消耗大，精度有限ICEPAK軟件優(yōu)勢集成于ANSYSWB12.1，簡化復(fù)雜曲面處理，快速計算復(fù)雜網(wǎng)格，操作效率高FloTherm應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ｉL于電子設(shè)備散熱分析，曲面處理能力需提升，針對性強ANSYS與FLUENT定位學(xué)術(shù)研究首選，追求高精度理論計算，ANSYS以有限元法著稱，適合專業(yè)用戶任務(wù)三散熱系統(tǒng)設(shè)計：3.2大功率LED燈的熱分析步驟包括建立簡化模型、設(shè)置邊界條件、劃分網(wǎng)格并計算分析步驟概述運用ANSYS軟件對大功率LED燈進行熱仿真分析LED燈熱分析研究任務(wù)三散熱系統(tǒng)設(shè)計：3.2大功率LED燈的熱分析燈具物理模型大功率LED燈結(jié)構(gòu)由LED燈珠、燈蓋、皮墊、反光鏡、電路板、散熱片及電源組成，燈珠采用集成式封裝，含9個GaN藍光芯片，三串三并連接，表面涂熒光粉，環(huán)氧樹脂封裝，銀膠固定于銅熱沉散熱系統(tǒng)設(shè)計熱沉與線路板通過導(dǎo)熱硅膠相連，線路板與散熱片通過螺釘固定，中間層涂覆導(dǎo)熱硅膠以減小接觸熱阻任務(wù)三散熱系統(tǒng)設(shè)計：3.2大功率LED燈的熱分析燈具熱網(wǎng)絡(luò)模型散熱途徑主要通過芯片至散熱片的路徑散熱，涉及熱沉、導(dǎo)熱硅膠和線路板模型簡化LED燈珠透鏡簡化為長方體，銀膠和導(dǎo)熱硅膠簡化為薄板，優(yōu)化計算任務(wù)三散熱系統(tǒng)設(shè)計：3.2大功率LED燈的熱分析燈具熱分析熱源定義每個芯片功率1.5W，效率20%，發(fā)熱功率1.2W，定義totalheat為1.2W環(huán)境條件隧道燈應(yīng)用，最高溫度不超100℃，自然對流，環(huán)境溫度25℃，箱體六面為opening材料特性依據(jù)實驗及手冊，確定材料特性，進行網(wǎng)格劃分與穩(wěn)態(tài)計算溫度分布最高溫度76.23℃位于芯片，可能超最大結(jié)溫80℃，散熱需改進散熱問題線路板厚導(dǎo)熱差，散熱層多形成瓶頸，影響熱量傳導(dǎo)任務(wù)三散熱系統(tǒng)設(shè)計：3.2大功率LED燈的熱分析改進設(shè)計散熱技術(shù)分類主動式散熱含熱管、風(fēng)扇等，被動式散熱依賴空氣自然對流，如散熱片線路板挖空方案減少線路板層和導(dǎo)熱硅膠層，熱沉直連散熱片，有效提升熱傳導(dǎo)效率，結(jié)點溫度降至51.1226℃散熱片優(yōu)化方案優(yōu)化散熱片尺寸，最佳配置為A=2mm，B=6mm，C=6mm，H=60mm，結(jié)溫降至70.97℃，降低5.35℃任務(wù)三散熱系統(tǒng)設(shè)計：3.2大功率LED燈的熱分析加裝熱管方案熱管導(dǎo)熱，芯片結(jié)溫降低2.24℃，熱管安裝位置和尺寸調(diào)整可進一步優(yōu)化散熱界面材料優(yōu)化方案提高界面材料導(dǎo)熱率，大幅降低結(jié)溫，關(guān)注材料設(shè)計與選擇，減少熱傳導(dǎo)瓶頸加裝風(fēng)扇方案加裝風(fēng)扇顯著降低芯片溫度，0.02kg/s流量下降低16.01℃，需解決風(fēng)扇壽命與重量問題均溫板設(shè)計方案均溫板二維傳熱，結(jié)溫降至71.09℃，降低5.15℃，平面溫度均勻，散熱效果佳【項目小結(jié)】肆LED燈具散熱設(shè)計關(guān)鍵散熱技術(shù)是LED照明燈具設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一，良好的散熱效果是照明燈具性能及使用壽命的保證LED照明散熱技術(shù)通過掌握散熱材料的熱學(xué)、光學(xué)參數(shù)，借助分析模型和散熱仿真軟件，模擬分析LED燈具的熱量分布散熱材料與仿真只有充分了解LED燈具熱量產(chǎn)生及傳遞的路徑，散熱技術(shù)方案的設(shè)計才會更有針對性散熱方案設(shè)計LED驅(qū)動電源設(shè)計、光學(xué)設(shè)計與散熱設(shè)計是息息相關(guān)的，需要綜合考慮綜合設(shè)計考量01020304【思考與練習(xí)】伍照明燈具散熱設(shè)計與分析照明燈具通過熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射三種方式散發(fā)熱量，需針對每種方式制定具體設(shè)計要求01照明燈具的散熱途徑或通道是散熱設(shè)計的關(guān)鍵部分，需要明確其結(jié)構(gòu)和功能02在照明系統(tǒng)散熱設(shè)計中，材料的選擇至關(guān)重要，需要根據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)進行優(yōu)選03在ANSYS軟件中查看照明系統(tǒng)內(nèi)部熱應(yīng)力分布的方法和步驟04散熱方式及設(shè)計要求散熱途徑與通道材料優(yōu)選過程ANSYS熱應(yīng)力分析謝謝項目五光源燈具設(shè)計目錄壹【知識目標(biāo)】貳【技能目標(biāo)】叁【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】肆【項目小結(jié)】伍【思考與練習(xí)】【知識目標(biāo)】壹Tracepro光學(xué)設(shè)計技巧概覽掌握Tracepro光學(xué)設(shè)計軟件，熟悉其操作界面和基本功能光學(xué)設(shè)計軟件掌握會進行光學(xué)設(shè)計過程中的照度分析和光強分析，確保設(shè)計的準(zhǔn)確性光學(xué)分析能力能夠利用Tracepro進行常見的透鏡和反射器設(shè)計，理解設(shè)計原理透鏡與反射器設(shè)計【技能目標(biāo)】貳1、能熟練使用Tracepro光學(xué)設(shè)計軟件；2、會優(yōu)化光學(xué)設(shè)計方案熟練Tracepro優(yōu)化光學(xué)設(shè)計【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】叁照明技術(shù)與光場分布利用折射和反射原理，通過透鏡和反射元件控制光線，實現(xiàn)光通量合理分配。光線控制原理Tracepro軟件提供強大分析功能，適用于照明系統(tǒng)設(shè)計仿真，易于上手操作。光學(xué)設(shè)計軟件應(yīng)用任務(wù)一Tracepro簡介Tracepro是一款集照明系統(tǒng)分析、傳統(tǒng)光學(xué)分析、輻射度和光度分析于一體的軟件Tracepro軟件概述用戶可輕松設(shè)定材料、表面性質(zhì)和光源特性，并能同時打開多個檔案窗口進行編輯操作功能Tracepro基于ACIS立體模型繪圖軟件，提供易用圖形界面，支持模型檢視、立體對象建立及特性設(shè)定軟件特點任務(wù)一Tracepro簡介：Tracepro的操作界面介紹Tracepro軟件支持多語言，包括簡體中文版，可通過菜單修改語言設(shè)置，默認(rèn)為英文版Tracepro軟件語言設(shè)置Tracepro軟件中，通過View>>Preference可調(diào)整界面顯示單位、縮放倍率及光線顯示顏色等參數(shù)Tracepro軟件快捷按鈕介紹Tracepro主界面由主菜單、快捷按鈕欄、系統(tǒng)樹、模型視圖和狀態(tài)欄組成Tracepro軟件主界面介紹Tracepro軟件界面可通過View>>Customize設(shè)置導(dǎo)航、顯示方式、顏色等參數(shù)Tracepro軟件界面設(shè)置01020304任務(wù)一Tracepro簡介：Tracepro模擬步驟Tracepro模擬步驟主要包括：建立模型、光學(xué)特性、光源設(shè)定、分析功能任務(wù)一Tracepro簡介：Tracepro模擬步驟建立模型Tracepro自建模使用軟件功能建模型面、平面、曲面等，通過Insert路徑選擇不同模塊，如透鏡、菲涅爾透鏡、反射器，設(shè)置材料、參數(shù)和位置專業(yè)3D軟件導(dǎo)入在PRO/E、UG、CAD等軟件建模，保存為igs、sat、stp格式，通過File>>Open或Insert>>Part導(dǎo)入Tracepro，設(shè)置屬性后模擬光學(xué)軟件建模Tracepro兼容ZEMAX、OSLO、CodeV等，直接打開這些軟件保存的文檔，實現(xiàn)模型快速導(dǎo)入和模擬任務(wù)一Tracepro簡介：Tracepro模擬步驟通過Surface選項定義模型表面屬性，包括鏡面、吸收面、散射面或添加表面薄膜，精細(xì)化控制模擬效果使用Material選項定義實體材料，如BK7玻璃，詳細(xì)設(shè)定色散系數(shù)、折射率及吸收率，并可自定義調(diào)整完成建模后，通過Define>>ApplyProperties設(shè)置模型屬性，關(guān)鍵在于準(zhǔn)確定義光學(xué)特性，以使模擬結(jié)果更貼近實際Tracepro模擬步驟材料屬性定義表面屬性設(shè)置任務(wù)一Tracepro簡介：Tracepro模擬步驟LED光源在1米處的光斑照度圖顯示最大、平均照度及光通量參數(shù)照度分析任務(wù)一Tracepro簡介：Tracepro模擬步驟光強分析光強分析參數(shù)設(shè)置NormalVector主光方向，UpVector為垂直參考，Smoothing控制分析區(qū)間，數(shù)目大則區(qū)間小，獲精準(zhǔn)模擬值極坐標(biāo)配光曲線展示LED光源極坐標(biāo)曲線，下方注模擬結(jié)果：效率、接收光線數(shù)、最大光強、接收光通量任務(wù)二Tracepro設(shè)計實例Tracepro設(shè)計實例。設(shè)計要求1）光源CreeLEDQ4110lm；2）光斑要求1米處最大光斑直徑不于小1米，中心光斑直徑不于小0.12米；3）照度要求1米處最大照度要達到4000lux；4）透明件3mm鋼化玻璃；5）反光杯尺寸25*20mm；任務(wù)二Tracepro設(shè)計實例6）光源總光通量110lm，半光強角度110度；7）配光模型構(gòu)建與反思建立模型后，通過ApplyProperties添加表面屬性，選擇合適的反射面或自定義設(shè)計需聚光反光杯，截光角≥27度，半光強角≥6度，中心光強4000cd導(dǎo)入光源Insert>>source單擊此處輸入你的項正文，文字是您思想的提煉，請盡量言簡意賅的闡述觀點。任務(wù)二Tracepro設(shè)計實例完成模型后，添加并定義接受平面，通過模擬獲取光效和光斑效果01添加一個接受平面燈具效率61%，最大光強1438.7cd，半光強角6度，1米處光斑直徑略大于1米，中心最大照度1076lx02極坐標(biāo)配光曲線結(jié)果模擬結(jié)果顯示，光源光通量26.4lm，符合設(shè)計要求，設(shè)計完成03分析結(jié)果【項目小結(jié)】肆Tracepro軟件介紹及案例設(shè)計Tracepro軟件概述Tracepro是一款集照明光學(xué)、傳統(tǒng)光學(xué)、輻射度和光度分析于一體的軟件，基于ACIS立體模型繪圖軟件發(fā)展而來0102Tracepro軟件優(yōu)勢該軟件通過強大的功能減輕了光學(xué)設(shè)計人員的勞動強度，節(jié)約了人力資源，縮短了設(shè)計周期，并能開發(fā)出更多高質(zhì)量的光學(xué)產(chǎn)品03Tracepro軟件操作介紹本項目介紹了Tracepro軟件的基本操作，包括模擬仿真的步驟：建立模型、光學(xué)特性、光源設(shè)定、分析功能04Tracepro軟件易用性及案例Tracepro軟件相對于其他光學(xué)設(shè)計軟件來說操作容易入門，并介紹了運用該軟件設(shè)計的一個案例及基本設(shè)計流程【思考與練習(xí)】伍Tracepro軟件光學(xué)設(shè)計指南01詳細(xì)敘述Tracepro光學(xué)設(shè)計軟件模擬仿真的具體步驟02介紹在光學(xué)設(shè)計軟件中構(gòu)建模型的不同方法03解釋在Tracepro軟件中如何進行照度分析和光強分析04要求在Tracepro中舉一透鏡案例進行設(shè)計及優(yōu)化Tracepro軟件模擬仿真步驟構(gòu)建光學(xué)模型方法照度與光強分析方法透鏡案例設(shè)計與優(yōu)化謝謝項目七照明光環(huán)境設(shè)計目錄壹【知識目標(biāo)】貳【技能目標(biāo)】叁【拓展部分】肆【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】伍【項目小結(jié)】陸【思考與練習(xí)】【知識目標(biāo)】壹照明設(shè)計原則與趨勢解析了解照明光環(huán)境設(shè)計分類及未來照明設(shè)計的趨勢照明設(shè)計基礎(chǔ)知識掌握照明設(shè)計的四大原則：安全性、合理性、功能性、美觀性照明設(shè)計四大原則掌握照明設(shè)計中涉及燈及燈具的照明專業(yè)用語照明專業(yè)術(shù)語掌握【技能目標(biāo)】貳DIALux軟件室內(nèi)照明設(shè)計技巧掌握DIALux軟件基本操作技能DIALux軟件操作技能利用DIALux軟件和DIALux燈光精靈完成具體室內(nèi)照明設(shè)計任務(wù)室內(nèi)照明設(shè)計任務(wù)【拓展部分】叁利用DIALux軟件和DIALux燈光精靈完成戶外照明設(shè)計戶外照明設(shè)計用DIALux軟件【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】肆照明設(shè)計概覽照明設(shè)計結(jié)合功能與美學(xué)，創(chuàng)造舒適光照環(huán)境。照明設(shè)計定義功能性與裝飾性照明滿足不同需求。照明類型區(qū)分室內(nèi)照明重點在于營造氛圍與提供照明。室內(nèi)外照明差異照明技術(shù)與健康LED技術(shù)應(yīng)用LED照明節(jié)能高效，符合環(huán)保趨勢。光照對人的影響良好照明有益身心健康與視力保護。0102室內(nèi)照明設(shè)計實踐利用專業(yè)軟件進行室內(nèi)照明設(shè)計。01創(chuàng)建模型，置入家具，設(shè)置顏色與材質(zhì)。02選取合適燈具，設(shè)計多變燈光場景。03模擬日光效果，輸出精確計算結(jié)果。04DIALux軟件運用空間建模與布置燈具選擇與場景設(shè)定日光引入與計算任務(wù)一DIALux簡介及燈光精靈：DIALux簡介DIALux簡介DIALux是德國DIALGmbh公司開發(fā)的免費專業(yè)照明設(shè)計軟件軟件特點軟件版本目前市場上的DIALux已發(fā)展到DIALuxevo版本開源且免費，可規(guī)劃、計算和可視化室內(nèi)外照明，適用于所有燈具軟件功能適用于整棟建筑、空間、室外照明，滿足所有照明設(shè)計及計算需求任務(wù)一DIALux簡介及燈光精靈：DIALux簡介DIALux軟件主要特點DIALux簡介DIALux軟件永久免費，專為照明設(shè)計，提供精準(zhǔn)計算，支持廣泛項目類型，系統(tǒng)開放兼容，易學(xué)易用，含中文界面燈光精靈燈光精靈未提及，可能指軟件中便捷功能，如智能計算、3D建模、燈具比較，提升設(shè)計效率和準(zhǔn)確性任務(wù)一DIALux簡介及燈光精靈：DIALux簡介安裝DIALux軟件需先裝主程序，選中文簡體和英文，再按需安裝插件，如OSRAM、PHILIPS等DIALux軟件安裝官方網(wǎng)站：http://www.DIAL.de或http://www.DIALDIALux官方網(wǎng)站任務(wù)一DIALux簡介及燈光精靈：燈光精靈DIALux燈光精靈簡介DIALux燈光精靈簡化照明設(shè)計，無需全面學(xué)習(xí)即可制作方案0102操作流程概述DIALux燈光精靈操作包括啟動歡迎畫面、輸入設(shè)計與客戶數(shù)據(jù)、確定空間幾何形狀、選擇廠商插件、設(shè)置計算參數(shù)及燈具排列，并輸出結(jié)果報告03詳細(xì)操作步驟完成輸入后點擊下一步，輸入設(shè)計人和客戶數(shù)據(jù)，確定空間幾何形狀，開啟插件，輸入計算參數(shù)及燈具數(shù)量，選取輸出報告內(nèi)容任務(wù)要求建立室內(nèi)空間：使用CAD底圖建立一個辦公室空間。任務(wù)二室內(nèi)空間建模任務(wù)二室內(nèi)空間建模：實施要點導(dǎo)入CAD文件作為建模基礎(chǔ)，確保單位為“米”沿圖2紅線建立空間，輸入2.8米高，利用默認(rèn)數(shù)值，復(fù)制窗戶至兩墻，精確測量尺寸，建立2米高的門，保存為“任務(wù)2a.dlx”導(dǎo)入CAD文件建立辦公室空間任務(wù)二室內(nèi)空間建模：實施要點增加室內(nèi)空間組件在入門和窗邊區(qū)域增加0.2米高的吊頂和橫梁，房間高度為2.8米，布置柱子和橫向分格任務(wù)三室內(nèi)家具與物品室內(nèi)家具與物品：在室內(nèi)空間中添加家具與物品任務(wù)要求任務(wù)三室內(nèi)家具與物品：實施要點在室內(nèi)空間中添加家具在辦公室平面圖中添加并調(diào)整家具，使用特定功能復(fù)制書架，拖放電話和電腦任務(wù)三室內(nèi)家具與物品：實施要點在室內(nèi)空間中添加物品燈槽設(shè)計燈槽長4.35m，寬高各0.2m，擋板高0.1m，板厚0.04m，三種創(chuàng)建方法：空間組件、標(biāo)準(zhǔn)組件切割、擠壓體繪制操作步驟使用“合并”功能整合底板與擋板，調(diào)整原點至頂部，導(dǎo)出并保存為sat格式，最終文件名“任務(wù)3b.dlx”室內(nèi)顏色與材質(zhì)任務(wù)四顏色與材質(zhì)任務(wù)要求任務(wù)四顏色與材質(zhì)：實施要點室內(nèi)材質(zhì)應(yīng)用為辦公室墻面、家具選擇并應(yīng)用材質(zhì)，注意使用Shift鍵選擇單一面室內(nèi)房間窗戶指定材質(zhì)在《4b_室內(nèi)顏色與材質(zhì)》文件夾中找到窗材質(zhì)圖片，調(diào)整尺寸方向貼于窗玻璃任務(wù)四顏色與材質(zhì)：實施要點制作畫板并貼畫畫板制作與布置使用立方體組件自制畫板，調(diào)整至墻面合適位置，導(dǎo)入并貼合油畫材質(zhì)，確保尺寸方向一致電腦顯示屏個性化在辦公桌電腦顯示屏上貼個人喜好圖案，注意調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度和尺寸，提升空間個性化畫框設(shè)計與材質(zhì)調(diào)整運用“去除”功能及布爾運算制作自定義尺寸畫框，靈活調(diào)整材質(zhì)尺寸與紋理方向，增強視覺效果文件保存完成設(shè)計后，保存文件為“任務(wù)4b.dlx”，確保所有更改得以保留任務(wù)要求室內(nèi)燈具選擇與放置任務(wù)五燈具選擇與放置任務(wù)五燈具選擇與放置：實施要點在室內(nèi)空間中選擇燈具燈具布置依據(jù)圖13，運用“單一燈具”與“直線排列”技巧，細(xì)致調(diào)整燈具方向與照射點，確保辦公區(qū)域照明均勻文件保存完成燈具布置后，以“任務(wù)5a.dlx”命名保存文件，確保設(shè)計成果得以保留任務(wù)五燈具選擇與放置：實施要點學(xué)習(xí)區(qū)域排列和圓形排列按圖14、15，不同區(qū)域選用射燈、洗墻燈、懸吊燈盤，調(diào)整高度、角度，確保照明效果直線排列講臺射燈，洗墻燈照黑板，區(qū)域排列學(xué)生區(qū)懸吊燈盤，圓形排列扇形射燈，精細(xì)調(diào)整角度燈具布置燈具排列任務(wù)六燈光場景任務(wù)要求室內(nèi)燈光場景任務(wù)六燈光場景：實施要點在室內(nèi)空間中選擇燈光燈具布置打開5a存盤文件，各燈具獨屬一控制群，窗、白板、書架等分7群燈光場景創(chuàng)工作、會議、休閑三場景，調(diào)光值各異，如窗100%/80%，白板0/80%，植物80%/40%場景效果計算檢查各場景照明效果文件保存任務(wù)完成，保存為“任務(wù)6a.dlx”任務(wù)六燈光場景：實施要點階梯教室燈光場景將燈具按位置分為8個控制群，每燈僅屬一群，區(qū)分照明區(qū)域，便于獨立調(diào)控設(shè)工作、會議、休閑三場景，通過調(diào)整各群模糊值實現(xiàn)不同氛圍，如工作場景強調(diào)照明，休閑場景注重溫馨燈光分組場景設(shè)定任務(wù)七引入日光及計算結(jié)果輸出任務(wù)要求引入日光及計算、打印輸出任務(wù)七引入日光及計算結(jié)果輸出：實施要點在室內(nèi)空間中選擇燈光燈具控制群分配將所有燈具按位置分為8個控制群，包括窗邊、中間、臺階、講臺、黑板和內(nèi)外圈射燈新建燈光場景創(chuàng)建“白天講課”場景，設(shè)置“白晝光因子”，考慮日光影響，調(diào)整各群模糊值以平衡照明與節(jié)能，計算后輸出效果任務(wù)七引入日光及計算結(jié)果輸出：實施要點會議室日光場景創(chuàng)建會議室日光場景，考慮自然光比率，設(shè)置地點和時間，計算并輸出效果圖【項目小結(jié)】章節(jié)副標(biāo)題伍室內(nèi)照明設(shè)計與模擬本項目介紹室內(nèi)照明設(shè)計的分類及趨勢照明設(shè)計概述利用DIALux軟件完成室內(nèi)空間照明設(shè)計的各個步驟DIALux軟件應(yīng)用【思考與練習(xí)】章節(jié)副標(biāo)題陸室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計策略人工照明設(shè)計任務(wù)概述功能性與氛圍性人工照明設(shè)計的主要職責(zé)和目標(biāo)照明設(shè)計未來趨勢預(yù)測室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計的發(fā)展方向和趨勢觀演空間光環(huán)境策略探討觀演空間光環(huán)境設(shè)計的實施方法和要點室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計依據(jù)分析室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計的依據(jù)和燈具選擇的標(biāo)準(zhǔn)影響亮度感知因素討論在相同光照條件下影響人眼感知亮度的因素室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計策略解釋燈具如何控制光線以及采用的方式01描述漫射照明的特性及其應(yīng)用方法02討論住宅中常用燈具的類型、特點和適用場合03闡述自然光在設(shè)計中的重要性和其應(yīng)用價值04燈具控制光線原理漫射照明特點及方式住宅燈具類型及特點自然光設(shè)計的意義謝謝匯報人:獨項目七照明產(chǎn)品設(shè)計案例目錄壹【知識目標(biāo)】叁【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】貳【技能目標(biāo)】【知識目標(biāo)】壹1、了解國內(nèi)外著名品牌照明產(chǎn)品；2、掌握LED工作臺燈專題案例掌握LED臺燈與品牌照明【技能目標(biāo)】貳設(shè)計LED臺燈搜品牌光源1、能查找收集國內(nèi)外著名品牌照明產(chǎn)品；2、會用三維模型軟件設(shè)計LED工作臺燈【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】叁【任務(wù)導(dǎo)入與項目分析】人類從來都不會放棄對光明的追求，燈就是光明的使者人類對光明的追求無論是黑夜還是白天，燈具都是我們生活中不可或缺的一部分，帶給我們溫馨與美感燈具在生活中的作用從原始人類的鉆木取火到現(xiàn)代社會科技的飛速發(fā)展，燈具變得更加多姿多彩燈具的演變與發(fā)展任務(wù)一國內(nèi)外著名品牌照明產(chǎn)品Artemide，成立于1960年，以極簡主義和“自由”為理念，代表作有Tizio、Tolomeo等，獲得多項設(shè)計大獎Artemide燈具品牌moooi燈具品牌，荷蘭語意為“美麗”，強調(diào)設(shè)計與制造結(jié)合，展現(xiàn)MarcelWanders的個性與藝術(shù)風(fēng)格moooi燈具品牌介紹FLOS自1962年起以創(chuàng)新設(shè)計和現(xiàn)代燈具聞名，與Castiglioni兄弟、PhilippeStark等設(shè)計師合作FLOS燈具品牌介紹QisDesign是明基友達集團旗下的高端LED燈飾品牌，以創(chuàng)新設(shè)計和卓越工藝屢獲國際大獎QisDesign燈具品牌01020304圖7-3

Tizio臺燈，設(shè)計師：RichardSapper（里查德?薩帕）圖7-4

Mercury吊燈圖7-5

“in-ei”燈具

日本著名時裝設(shè)計師三宅一生設(shè)計圖7-7Artemide旗下設(shè)計大師群圖7-8建筑設(shè)計大師：扎哈哈迪德和她設(shè)計的燈具圖7-9

Artemide的燈具生產(chǎn)過程細(xì)節(jié)圖7-10設(shè)計大師AchilleCastiglioni圖7-13著名的蠶繭系列吊燈，Castiglioni設(shè)計圖7-14

PhilippeStark設(shè)計的燈具圖7-15

Skygarden吊燈圖7-16

FLOS的經(jīng)典燈具設(shè)計圖7-17

Raimondlamp圖7-18設(shè)計師馬塞爾·萬德斯圖7-19

馬塞爾·萬德斯設(shè)計的燈具圖7-20

燈具HeracleumtheBigO圖7-21

燈具PropLightRound圖7-22

燈具PaperPatchwork圖7-23Coral戀滟圖7-24TheCrystalLight晶艷圖7-21

燈具PropLightRound圖7-22

燈具PaperPatchw