光学基础培训知识

1、编辑课件1 博深半导体照明有限公司LED照明培训基础照明培训基础编辑课件2 内容I 照明基础知识II LED照明编辑课件3I 照明基础知识v光的基础知识 1.光的本质 2.颜色 3.光的基本单位 4.光源的种类v照明基础知识 1.视觉特性 2.照明质量参数 3.照明方式 4.灯具编辑课件4光的基础知识光的基础知识1、光的本质、光的本质光是电磁波，可见光的波长从380nm-780nm编辑课件5光谱图光谱图编辑课件62、颜色 光的颜色光的颜色 色温色温 被照物体的颜色被照物体的颜色 显色性显色性 任何物体的表面色取决于任何物体的表面色取决于物体表面对光线的选择性物体表面对光线的选择性反射反射表面颜

2、色的体现取决于表面颜色的体现取决于光谱中的光波波长光谱中的光波波长 编辑课件7光的颜色：色温 色温：色温： 将一标准黑体（如：铁）加热，温度升高到一定程度时，颜色开始由深红浅红橙黄白蓝，逐渐改变，利用这种光色变化的特性，某光源与黑体颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。 编辑课件8光的颜色：色温色温与感觉色温与感觉编辑课件9光的颜色：色温编辑课件10被照物体的颜色：光的显色性（显色指数Ra)v定义： 衡量光源显现被照物体真实颜色的能力，显色指数（0-100）越高，光源对颜色的再现越接近自然色。任何物体的表面颜色取决于物体表面对光线的选择性反射表面颜色的体现取决于光谱中的光波波长

3、编辑课件11被照物体的颜色：光的显色性（显色指数Ra)编辑课件12被照物体的颜色：光的显色性（显色指数Ra)编辑课件133、光的基本单位编辑课件14光通量定义：每秒钟光源发出光的总和定义：每秒钟光源发出光的总和单位：流明（单位：流明（Lm)符号：符号： 50W冷光杯 380Lm18W节能灯 1200Lm36W荧光灯（840） 3350Lm36W荧光灯（33） 2850Lm150W陶瓷金卤灯 14200Lm150W石英金卤灯 12900Lm编辑课件15光强定义：在某一方向上单位立体角内辐射的光通量单位：坎德拉cd符号：编辑课件16光束角定义：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

4、光强50%强度的圆锥角为光束角相同功率的灯杯光束角越大其中心光强越小，出来的光斑相同功率的灯杯光束角越大其中心光强越小，出来的光斑越宽越柔和，相反光束角越小其中心光强越大，出来的光越宽越柔和，相反光束角越小其中心光强越大，出来的光斑越窄越生硬。斑越窄越生硬。编辑课件17照度定义：某一表面上单位面积入射光通量单位：勒克斯（Lux)符号：E照度是用来说明被照面（工作面）上被照射的程度 编辑课件18亮度定义：光源在某一方向的光强与人眼所见到的定义：光源在某一方向的光强与人眼所见到的“面积面积”之之比比单位单位: cd/m2符号：符号：L亮度是用来亮度是用来表示物体表表示物体表面发光（或面发光（或反光

5、）强弱反光）强弱的物理量的物理量 太阳表面太阳表面 1，650，000，000cd/m2白炽灯灯丝白炽灯灯丝 7，000，000cd/m2荧光灯管荧光灯管 5000-15000cd/m2满月的月表面满月的月表面 2500cd/m2阳光下的海难阳光下的海难 1500cd/m2一般道路照明路面一般道路照明路面 0.5-2cd/m2编辑课件19光源的平均寿命定义：在规定条件下，每定义：在规定条件下，每3小时开关一次，每天开关小时开关一次，每天开关8次，次，点燃批量光源，点燃批量光源， 其完好率为其完好率为50%的小时数的小时数单位单位: H编辑课件20光源的流明维持率定义：灯管在寿命期间光输出的减少

6、定义：灯管在寿命期间光输出的减少编辑课件21光源的效率（Lm/W)定义：通常简称为光效，光源效率定义：通常简称为光效，光源效率=流明流明/耗电量耗电量单位：流明每瓦（单位：流明每瓦（lm/w) 光效是描述光源的质量和经济的光学量，它反映了光源在光效是描述光源的质量和经济的光学量，它反映了光源在消耗单位能量的同时辐射出光通量的多少消耗单位能量的同时辐射出光通量的多少编辑课件224、光源种类常用光源常用光源白炽灯类白炽灯类放电灯类放电灯类固体发光类固体发光类LED低压放电灯低压放电灯荧光灯管荧光灯管节能灯节能灯电磁感应灯电磁感应灯低压钠灯低压钠灯普通白炽灯普通白炽灯柔彩泡柔彩泡投射灯投射灯特殊白炽

7、灯特殊白炽灯卤钨灯卤钨灯石英杯石英杯泡状灯泡状灯高压放电灯高压放电灯金卤灯金卤灯高压汞灯高压汞灯高压钠灯高压钠灯热辐射产生的连续光谱热辐射产生的连续光谱选择性辐射体产生的线光谱选择性辐射体产生的线光谱编辑课件23各种光源技术指标编辑课件242、照明基础知识视觉敏锐度与下列因素有关：人眼品质对比度观测时间-适应性年龄因素与视觉灵敏呈负增长关系视觉特性视觉特性编辑课件25照明质量参数照度水平亮度分布眩光控制级别光的空间分布光色和显色性编辑课件26照度水平与亮度分布v由于不同的国家，地区、由于受经济等各种条件的影响，即使是同样的环境其照度的量是不相同的，同时不同的地点、环境、由于所从事的工作或人的不

8、同照度的量也是不同的 。工作面上的照度分布要求均匀。为使工作面工作面上的照度分布要求均匀。为使工作面照度处于比较均匀的状态，要求做到照度处于比较均匀的状态，要求做到局部照度与一般分布要求均匀。（局部照度与一般分布要求均匀。（CIE要要求，局部工作面的照明最好不大于平均值的求，局部工作面的照明最好不大于平均值的25%）。）。一般照明中的最小照度与平均照度之比一般照明中的最小照度与平均照度之比（即照度均匀度）规定在（即照度均匀度）规定在0.7以上。以上。各表面要有适当的亮度分布与照明分布。各表面要有适当的亮度分布与照明分布。要创造一个良好的要创造一个良好的使人感到舒适的照使人感到舒适的照明环境，就

9、需要亮明环境，就需要亮度分布合理和室内度分布合理和室内各个面的反射比选各个面的反射比选择适当，照度的分择适当，照度的分配也应与之相配。配也应与之相配。 编辑课件27照度水平与亮度分布办公楼建筑照明的照度标准值（摘自办公楼建筑照明的照度标准值（摘自GBJ 133-90 ）编辑课件28眩光 定义：视野内有亮度极亮的物体或强烈的亮度对 比，则可引起不舒适或造成视觉降低的现象 。 眩光可分失能眩光与不舒适眩光，凡是降低人眼视力的眩眩光可分失能眩光与不舒适眩光，凡是降低人眼视力的眩光，使人产生不快之感称为不舒适眩光。光，使人产生不快之感称为不舒适眩光。 编辑课件29眩光眩光产生的原因：眩光产生的原因：由

10、于高亮度的刺激。由于高亮度的刺激。使瞳孔缩小。使瞳孔缩小。由于角膜式晶体等由于角膜式晶体等眼内组织产生散射，眼内组织产生散射，在眼内形成光幕；在眼内形成光幕；由于视网膜受高亮由于视网膜受高亮度的刺激，使适应状度的刺激，使适应状态破坏态破坏灯具产生眩光的主要因素：灯具产生眩光的主要因素：光源的亮度（亮度越高，光源的亮度（亮度越高，眩光越显著）眩光越显著）光源的位置（越接近视线，光源的位置（越接近视线，眩光越显著）眩光越显著）光源外观大小与数量（表光源外观大小与数量（表面积越大，光源数目越多，面积越大，光源数目越多，眩光越显著）眩光越显著）周围的环境（环境亮度越周围的环境（环境亮度越暗，眼睛的适应

11、亮度很低，暗，眼睛的适应亮度很低，眩光也就显著）眩光也就显著）编辑课件30眩光v在教育、办公室、体育馆处，必须严格控制眩光，否则会明显地影响人们的学习，工作及观赏活动。因此控制不舒适眩光很重要。控制不舒适眩光有以下办法：控制不舒适眩光有以下办法：接限制光源的亮度或采用透光的材料减弱眩光。接限制光源的亮度或采用透光的材料减弱眩光。用灯具的保护角度控制眩光。用灯具的保护角度控制眩光。控制照明照度的稳定性。控制照明照度的稳定性。控制照明对象和邻近表面的亮度的比值。控制照明对象和邻近表面的亮度的比值。消除光源的频闪效果。消除光源的频闪效果。编辑课件31光的空间分布 光在空间的分布是灯具的重要特性，通常

12、用曲线来表示，所以又叫配光曲线，配光曲线一般有三种表示方法：一是极坐标法，二是直角坐标法，三是等光强曲线。编辑课件32极坐标编辑课件33直角坐标编辑课件34等光强曲线示意编辑课件35光的空间分布 按配光特性选择灯具：一般生活用房和公共建筑物内采用直接型，均匀散型灯具或荧光灯（露的或带罩的），使顶部和墙壁均有一定的亮度，整个室内空间分布均匀。当要求垂直照度时，可采用倾斜安装的灯具，或选用不对称配光的灯具，如教室黑板照明等。大厅、门厅、会议堂、礼堂、宾馆等处的照明，除满足照明功能外，还应考虑照明灯具的装饰艺术效果，对于家庭的客厅、卧室等，随着人们生活水平的不断提高，也应作以上考虑。生产厂房采用直接

13、型灯具较多，使光通全部投射到下方面的工作面上，若工作位置集中或灯具悬挂高度较高时，宜采用深照型灯具。一般生产采用深照型灯具。特殊用房，应根据需要选用专用灯具，如舞厅、舞台、手术室、摄影棚等。编辑课件36光色和显色性 不同的场所对光源的显色指数要求是不一样的。在国际照明协会中一般把显色指数分成五类：类别 Ra 适用范围1A 90 美术馆、博物馆及印刷等行业及场所1B 8090 家庭、饭馆、高级纺织工艺及相近行业2 6080 办公室、学校、室外街道照明3 4060 重工业工厂、室外街道照明4 2040 室外道路照明及一些要求不高的地方编辑课件37编辑课件383、照明方式一般照明一般照明混合照明混合

14、照明局部照明局部照明重点照明重点照明环境照明环境照明编辑课件394、灯具CIE定义： 灯具是这样一种器具，它对从一个或多个光源发出的光线进行重新分配，滤光或转换。它除了包含光源外，还包含固定和保护光源所必备的元件，连接光源和供电线路的辅助电路设备等。光学部分：反射器、透射器、遮光器光学部分：反射器、透射器、遮光器电气部分：光源、镇流器、触发器、电气部分：光源、镇流器、触发器、补偿电容补偿电容机械部分：灯体、安装支架机械部分：灯体、安装支架编辑课件40灯具的名词解释v灯具效率：在规定条件下测得灯具发射光通量（流明）与灯具内全部光源按规定条件点燃时发射的总光通量之比。 v维护系数：照明设备使用一定

15、时期后，在工作面上产生的平均照度与设备在新安装时在同样条件下产生的平均照度之比。v嵌入式灯具：完全式部分嵌入安装表面的灯具。v普通灯具：对带电部件提供保护，但没有特殊的防尘防固体异物和防水等级的灯具。编辑课件41灯具的选择 在照明设计中，灯具的选择应考虑的主要因素有：配光要求，灯具表面亮度，显色性能，眩光度。环境条件，使用环境时防护式要求。协调性，灯具的外型是否与建筑物和室内装饰协调。经济性，如灯具效率，电功率消耗，投资运作费，节能效果等。编辑课件42灯具的选择编辑课件43灯具防触电保护分类 为了电气安全，灯具所有带电电器部分必须采用绝缘材料等加以隔离，灯具的这种保护人身安全的措施称为防触电保

16、护。根据防触电保护方式，灯具可分为0，I，II和III共4类。（见下表） 编辑课件44编辑课件45防护等级什么是什么是IP（防护等级）？（防护等级）？v IP（International Protection）防护等级系统是由IEC（International Electro Technical Commission）所起草。将灯具依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的外物包含工具、人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。vIP防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级；第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大，表示其

17、防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级如下表所示。编辑课件46 表一：第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度表一：第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度编辑课件47表二：第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度表二：第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度 编辑课件48II LED照明vLED基本知识 1、LED概述 2、LED工作原理和结构图 3、LED的优缺点vLED应用范围 编辑课件49LED基本知识1、LED概述vLED 是英文Light Emitting Diode 的简称，是一种具有两个电极的半导体发光器件，让其流过小量电流就会发出可见光，第一个商用二极管产生于 1960

18、年。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。编辑课件502、LED工作原理和结构图v发光二极管的核心部分是由p 型半导体和n 型半导体组成的晶片，在p 型半导体和n 型半导体之间有一个过渡层，称为p-n 结。在某些半导体材料的PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED 阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不

19、同颜色的光线，光的强弱与电流有关 。编辑课件51编辑课件523、LED的优点v10 万小时超长寿命；v可组成各种颜色(如RGB 等)v驱动相对简单(无需触发电压)v节能，效率比白灯高,并有进一步提高的潜力.v体积小,灯具设计灵活.v响应时间短；v环保：无有害金属汞。v低压，安全性高编辑课件53LED的缺点v每瓦的流明成本高.v光效还没有荧光灯或HID 高.v需要驱动器驱动(不如白灯简单)编辑课件54LED 的几个主要生产商vLumiLedsvOsramvCreevNichiav东芝编辑课件55很多因素使得LED 成为令人关注的高性能现代电子技术。更高的输出效率延长了电池寿命，非常适合便携产品的应用。LED 快速的开关