项目二照明中常用光学器件
目录壹【知识目标】贰【技能目标】叁【任务导入与项目分析】肆【项目小结】伍【思考与练习】
【知识目标】壹
照明光学器件应用与分析掌握照明中常用透镜、反射器及其组合等光学器件特点照明光学器件特点会分析照明光学器件中几何光学传播规律照明光学分析能力了解照明中常用光学器件在不同场合中的应用光学器件应用了解
【技能目标】贰
照明设计与器件应用技巧1、能利用照明中常用光学器件进行简单的照明设计；
2、会选择和应用照明中常用的光学器件
【任务导入与项目分析】叁
照明技术基础折射与反射应用几何光学规律主导，透镜与反射元件关键。02反射元件作用调控光线路径，优化照明效果。04设计方法预告下一项目详述设计技巧与实践。06光场分布原理光线传播方向控制，实现光通量合理分配。01透镜元件解析广泛用于照明设计，影响光通量分布。03实际应用场景射灯、路灯、自行车灯、汽车车灯实例。05020504030601
任务一照明中常用透镜透镜是照明灯具中不可或缺的光学元件，它一般有以下几种材料种类硅胶透镜硅胶透镜具有高吸附性、热稳定性，常用作LED封装材料，体积小，直径3-10毫米PMMA光学级PMMA，即有机玻璃，是透明度高、性价比优的高分子材料，透光率高达92%。PMMA具有高紫外光穿透性、稳定性，允许特定红外线通过，可定制过滤可见光PC透镜光学级PC透镜广泛应用于多种光学设备，具有高生产效率和耐高温特性，但透光率略低玻璃透镜玻璃分为冕牌和火石两类，前者折射率低色散大，后者折射率高色散小。玻璃的光学均匀性、化学稳定性、气泡、条纹和内应力影响成像，需依仪器要求选材。光学玻璃优点包括高透光率、耐高温和紫外线；缺点是易碎、加工难度大、效率低和成本高
凸透镜和凹透镜凸透镜会聚光线，凹透镜发散光线，通过调整距离和曲率改变光线角度任务一照明中常用透镜
任务一照明中常用透镜：棱镜棱镜的光线偏折作用棱镜通过改变光线方向实现偏折，偏心球面透镜还能扩散或会聚光线色散现象与折射定律棱镜折射不同波长光，蓝光偏折大，红光小，折射率因波长而异棱镜在照明光学设计中的应用棱镜用于照明设计，通过偏转光线和调整光束角，形成非对称光形，应用于多种灯具
偏转角计算公式：b=arctan（n?1）h（2.2）
偏转角计算公式
任务一照明中常用透镜：菲涅尔透镜菲涅尔透镜由奥古斯汀·菲涅尔于1822年发明，用于灯塔透镜，由聚烯烃或玻璃制成，表面有同心圆纹理，厚度约1mm，用于聚焦和平行光菲涅尔透镜简介
菲涅尔透镜设计原理设计思想是将透镜分环带，使光线近似会聚于同一像点，实现聚焦和准直作用，分为正负菲涅尔透镜，正透镜聚焦光线，负透镜与光线同侧焦点
按光学设计分为正负菲涅尔透镜，按结构有圆形、阵列、柱状、线性、衍射、反射、光束分离器和棱镜，用于校正球差，减轻重量，降低成本菲涅尔透镜分类
在照明系统中替代单透镜或二次曲面透镜，减小质量、厚度，校正球差，降低制造成本，减少光能损失，适用于大口径照明系统菲涅尔透镜优点
菲涅尔透镜应用途径主要包括菲涅尔投影电视，背投菲涅尔屏幕，高射投影仪，准直器；
1)投影显示01主要包括太阳能用菲涅尔透镜，摄影用菲涅尔聚光灯，菲涅尔放大镜；
2)聚光聚能02航空航海领域使用特制菲涅尔透镜，具有高透光率和小发散角，能在10海里能见度下达到30海里射程3)航空航海03主要包括激光检测系统等；
4)科技研究04主要包括无源移动探测器；
5)红外探测05照明光学涉及汽车头灯、交通标志和光学着陆系统，菲涅尔透镜设计是其关键技术之一6)照明光学06
任务一照明中常用透镜：全反射透镜全反射透镜的应用全反射透镜利用全反射原理收集或分配光线，广泛应用于照明领域，如射灯、准直透镜等
任务一照明中常用透镜：全反射透镜全内反射透镜的结构与原理全反射透镜原理利用二次曲面形成全反射面，会聚光线，通过透镜组合实现光通量分配，达到预定照明效果全反射透镜作用中间类似凸透镜会聚小角度光线，边缘利用全反射原理转换大角度光线，确保出射光均匀分布
任务一照明中常用透镜：全反射透镜优化全内反射透镜出光面，可改变光角度和均匀性，提升效率全内反射透镜的优化处理
任务一照明中常用透镜：自由曲面透镜自由曲面透镜提高照明设计自由度，实现LED均匀照明及复杂光束控制自由曲面透镜在照明设计中的应用后续将专门设立一个项目任务，通过案例详细介绍自由曲面透镜的设计方法。
自由曲面透镜设计的项目任务自由曲面透镜设计复杂，需用数值方法和优化算法处理点及扩展光源自由曲面透镜设计的复杂性010203
任务二照明中常用反射器反射器的作用照明系统中的反射器俗称灯罩或反射罩，其作用一般有两点：1）获得所需照明效果，近处光照强度大而均匀，但远处效果不好；2）在相同配光的前提下，增加外形美观反射器设计