摘 要：本文主要研究和討論了采用 LED 作為光源的照明系統(tǒng)的二次配光器件設(shè)計方法以及經(jīng)過配光后的照度分布。在過去的五十年中，照明光學(xué)技術(shù)取得了重大的發(fā)展和進(jìn)步，一些新的技術(shù)和應(yīng)用逐漸出現(xiàn)并被應(yīng)用到照明行業(yè)的各個領(lǐng)域，如背光照明領(lǐng)域 戶外照明領(lǐng)域，室內(nèi)照明領(lǐng)域以及投影顯示領(lǐng)域等等，而這些技術(shù)的核心問題就是如何獲得預(yù)先設(shè)定形狀的照度分布。與成像光學(xué)不同，照明光學(xué)系統(tǒng)屬于非成像光學(xué)的范疇 因此，在本文中，對照明領(lǐng)域中基本問題的回答將從非成像光學(xué)的角度論述，這些觀點包括了一些新的設(shè)計思想和設(shè)計理念，例如“邊緣光線理論”“光學(xué)擴(kuò)展量守恒”“最大收集率”等等，試圖建立一個完整的應(yīng)用于 LED 照明二次光學(xué)設(shè)計的框架。

關(guān)鍵詞：均勻照明；矩形光斑；LED二次光學(xué)設(shè)計；燈具設(shè)計；非成像光學(xué)

1.引言

自從 1879 年，托馬斯 . A. 愛迪生發(fā)明了世界上第一盞白熾燈，人類就進(jìn)入了照明的另一個新時代 電氣照明時代 從 1962 年至今，發(fā)光二極管( LED) 技術(shù)歷經(jīng)了 40 多年的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體光源應(yīng)用于照明領(lǐng)域的兩大瓶頸: 光效與成本問題也在迅速得到改善，目前大功率 LED 的光效已超過傳統(tǒng)的室內(nèi)照明光源 ( 白熾燈 熒光燈) ，因此照明領(lǐng)域已普遍認(rèn)為 LED 照明光源是繼火光照明 白熾燈 熒光燈 氣體燈之后出現(xiàn)的第四代新型綠色固態(tài)冷光源，由于 LED 具有安全節(jié)能 長壽命 綠色環(huán)保 色彩豐富 抗震抗沖擊 微型化 響應(yīng)速度快等顯著優(yōu)點，如能完全替代傳統(tǒng)光源進(jìn)行照明，它將成為人類照明史上繼白熾燈 熒光燈之后的又一飛躍，其經(jīng)濟(jì)和社會意義巨大最早的照明設(shè)計中，人們一般是采用根據(jù)經(jīng)驗的實測方法進(jìn)行的，即首先憑借經(jīng)驗做一個實際的模型，之后看看這個模型是否符合設(shè)計要求，實測法雖然比較準(zhǔn)確，但只有在照明系統(tǒng)制造出來以后才能進(jìn)行，一旦發(fā)現(xiàn)其光學(xué)特性不能滿足要求，只能重新設(shè)計和制造燈具，這不但增加了人力和物力的消耗，而且延長了燈具的設(shè)計和制造周期。

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