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機(jī)械社區(qū)

光學(xué)元件的主要功能是改變光源光通量強(qiáng)度分布和（或）使光擴(kuò)散、造成色散。不同幾何結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件能產(chǎn)生不同的光強(qiáng)分布曲線（LIDC）。

近似點(diǎn)光源在各方向的光強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，用矢量在以光源為中心的空間中加以標(biāo)注，再將各個(gè)矢量的終點(diǎn)連接，就能得到該平面的光亮度表面（注：這是一個(gè) 3D 表面）。

在計(jì)算中，通常只需要知道 3D 表面中幾個(gè)特定截面的數(shù)值分布就夠了，這些截面通常都是通過光源中心的。這樣，我們就得到了極坐標(biāo)下的光強(qiáng)分布曲線。

LIDC 通常顯示在一個(gè)通過光源或燈具中心的平面上。最常用的光束面是 C-γ（注：意即我們常說的 C 平面），它的軸線垂直于燈具的主出光面。

▲圖 2.1.2 標(biāo)準(zhǔn) (EN13032-1) 光強(qiáng)分布曲線截面體系

制作光強(qiáng)分布曲線圖時(shí)，光強(qiáng)度值統(tǒng)一按1000lm 的光源光通量來表示，這是為了使燈具的光強(qiáng)分布曲線不受所用光源的光通量的影響。

照明空間要求使用不同的配光曲線來達(dá)到特定應(yīng)用或視覺作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)（見圖 2.1.3 和 2.1.4）。以下是一些有著不同光學(xué)元件的燈具，他們適用于各種不同的需求。

光學(xué)元件的效率等于燈具光通量和燈具內(nèi)所有光源的總光通量之比。

反射器是一種通過反射材料的反射來控制光源光線的光學(xué)元件。反射材料分為鏡面反射、漫反射和混合反射材料。

反射器主要分為兩種：第一種指四種基礎(chǔ)的幾何圓錐形反射器—— 橢圓形、帶狀、雙曲線和拋物線形（圖 2.2.1）；第二種指非圓錐反射器，比如方形或不對(duì)稱的，它們的反射表面也是基本幾何圖形。

橢圓形反射器——如果光源被放置在橢圓形反射器的焦點(diǎn)，那光束將會(huì)被反射到假想橢圓的另一個(gè)焦點(diǎn)。這樣的反射器常應(yīng)用在中寬光和寬光配光燈具中。

帶狀反射器——這種反射器圓弧的圓心在反射器圓弧外側(cè)并且是采用不同弧度的線段相連接。這種反射器的優(yōu)點(diǎn)是能精準(zhǔn)地將光投射到想要的位置，但是生產(chǎn)的精度對(duì)反射器成品的幾何結(jié)構(gòu)很敏感。

拋物線形反射器——產(chǎn)生窄配光。這樣的反射器被應(yīng)用在相對(duì)小的需要高照明水平的區(qū)域。

多晶面反射器——反射器包含了大量針對(duì)反射器焦點(diǎn)設(shè)計(jì)的不同旋轉(zhuǎn)角的小表面，這樣可以保證在所需方向上達(dá)到更好的光通量分布。

▲圖 2.2.3 多晶面反射器：可確保在所需方向更好的光通量分布

遮光角指示了光源被燈具內(nèi)反射器遮住的角度。遮光角是水平面和反射器邊緣與光源末端連線的夾角（圖 2.2.4）。

圖 2.2.5 展示了不同光源的發(fā)光表面。例如，透明白熾燈泡的發(fā)光表面是算相對(duì)觀察者而言的燈絲另一側(cè)的末端。

漫射器使光線通過它時(shí)產(chǎn)生散射。漫射光同樣可以通過光在白色表面上的漫反射得到。基于漫射原理，漫射器分為以下幾種：乳白型、高斯型和棱鏡型漫射器。( 如圖 2.3.1 所示 )

具有均勻分散穿透特性（乳白型）的漫射器可以將來自光源的光均勻漫射到各個(gè)方向卻不顯現(xiàn)光源的形狀。混合穿透特性（高斯型或棱鏡型）的漫射器將光通量分布改變至特定的方向，不僅不顯現(xiàn)光源的形狀，還可以重塑光強(qiáng)分布曲線。

乳白型漫射器——乳白型漫射器—將光通過含有均勻分布的散射顆粒的普通漫射材料，產(chǎn)生余弦光強(qiáng)分布曲線。

高斯型漫射器——產(chǎn)生高斯型光強(qiáng)分布曲線。光透過像噴砂面一樣的精細(xì)結(jié)構(gòu)表面后，被散射到不同的方向。

棱鏡型漫射器——由微棱鏡漫射器組合而成，從根本上說它們都是折射透鏡。根據(jù)折射定律，可以利用像棱錐形、六邊形、球拱形和三角錐形這樣的幾何構(gòu)造，來創(chuàng)造所需的光強(qiáng)分布曲線。

它們通常用于要求高的照明質(zhì)量指標(biāo)的燈具中（UGR- 統(tǒng)一眩光值； Lavg 燈具的平均亮度）。

透鏡是一種具備精確或近似軸向?qū)ΨQ特性的光學(xué)器件，它可以使光線穿透和折射，從而會(huì)聚或者發(fā)散光束。

一個(gè)單透鏡包含一個(gè)光學(xué)元件。一個(gè)復(fù)合透鏡包含一列同軸的單透鏡。使用多透鏡組合可以比使用單透鏡減少更多的像差。透鏡多為玻璃或透明塑料制成。