ZEMAX | 照明系統(tǒng)的定義和概念以及相關擴展

在這篇文章中，我們將介紹有關照明系統(tǒng)的定義和概念，并對其進行擴展。讓我們從原始的問題“什么是照明系統(tǒng)設計？”開始。我們不急于直接討論照明系統(tǒng)包含哪些組成部分，而是以常見的實例幫助大家構建對成像照明系統(tǒng)和非成像照明系統(tǒng)的認知。

什么是照明系統(tǒng)設計？

用一句話概括：照明系統(tǒng)設計是讓光源發(fā)出的光呈現(xiàn)特定的分布。

所以對于所有的照明系統(tǒng)，必須有光源，以及描述光學系統(tǒng)輸出光線分布的方法。

一些光源的例子：

· 發(fā)光二極管 (LED)

· 激光二極管 (LDs)

· 白熾燈、鹵素燈

· 太陽和其他黑體輻射源（如人類和動物）

· 熒光燈

· 冷光燈

· 點光源（如星星）

在工業(yè)應用中，最常用的光源是放電光源（如鹵素燈）和電致發(fā)光光源（如LED 和激光器）。

常見照明系統(tǒng)參數(shù)：

通量：

· 功率或輻射通量（瓦）

· 光通量（流明）

單位面積通量：

· 輻照度（瓦每平方米）

· 照度（勒克斯）

單位立體角通量：

· 輻射強度（瓦每立體角）

·光強度（坎德拉）

單位面積-單位立體角通量：

· 輻亮度（瓦每平方米每立體角）

· 亮度（尼特）

光源、探測器、計量單位可點擊文末“閱讀原文”了解更多詳情。

我們令光實現(xiàn)特定分布的同時，也要盡可能高效地傳輸光源的光。常見的光學現(xiàn)象：如反射、折射甚至散射，都能幫助我們改變光線方向，從而達成性能目標。因為這些現(xiàn)象都可以用光學表面來控制，所以，巧妙運用光學表面是照明系統(tǒng)設計的關鍵。

照明系統(tǒng)實例

本部分將介紹一些常見的照明系統(tǒng)，我們將附上圖片和文字說明以方便理解。

激光二極管

激光二極管 (LDs) 應用廣泛，如條形碼掃描器、準直器、線發(fā)生器和投影系統(tǒng)等。它們的照明范圍都很小，因此很適合對它們的光線進行準直和控制。使用時要注意激光相干性問題，否則可能會由于干涉、衍射或散斑而導致出現(xiàn)不需要的偽影。

微透鏡陣列

微透鏡陣列常用于使光分布均勻。每個透鏡的小孔徑都有一個小的NA，且只占整個照明區(qū)域的很小一部分，非均勻光束能精細地實現(xiàn)很好的均勻度。透鏡陣列的另一個常見用法是漫反射光束，常作為角照明系統(tǒng)的漫反射透鏡。

背光顯示

背光源常用于平板液晶顯示器中，它本身并不發(fā)光，顯示圖形是對光線調制的結果。其廣泛應用于下至手機、智能電話，上至電視、大屏幕的大大小小的顯示系統(tǒng)中。背光源的基本組成是：導光板、散射鏡和增亮膜 (BEF)等。背光系統(tǒng)有兩種類型，傳統(tǒng)邊緣照明系統(tǒng)使用LED作為光源，光沿著導光板傳播。優(yōu)秀的光學設計可以提高光分布的均勻性。