為此，特采訪了“2014年度國家技術發明獎獲”獲得者
、清華大學深圳研究生院錢可元教授。錢可元教授因在“調控光線行為的三維自由光學曲麵構建及其在半導體照明中的應用”的研究貢獻
，於2015年1月9日榮獲該獎項。

　　

　　

影響LED光學設計最重要的因素包括光

，電，機械三部分。光裏麵，除了光源本身，光學係統的設計尤為重要。因為LED是一個點光源
，想要滿足各種各樣的照明需求
，必須要搭配上相應的光學係統。

　　

“從LEDdengzhudefengzhuangeryan，yicipeiguangbijiaojiandan。fengzhuangqiyeyibandoushilizuyuchengbenyuliangchandejiaodu，jiaoduodikaolvcailiaoyujiegounenggouchongfenbaguangtiquchulai
，tigaoxiaolv。

　　

另外一個是把光色做到合乎我們的要求，包括色溫的控製，色溫空間均勻性的控製。真正的配光
，還得靠二次光學來設計。”

　　

然而，企業在設計光學係統的過程當中，往往采用拿來主義
，稍加修改，或者直接采用供應商的方案。

　　

行業麵臨最大的問題是缺乏專業的人才
，而LED光學設計要求更高,企業普遍缺乏理論指導，能夠進行理性、係統的設計LED配光係統的企業鳳毛麟角。

　　

　　

企業設計能力與技術積累。

　　

zaixingyeganggangqibuzhiji，qiyemangyuqiangzhanshichang


，tuiguangchanpin，guangpinzhifangmiansuokaolvdedongxibijiaoshao。biruyigeludeng
，nengdadaojibenzhaoduyaoqiu

，buhuiyoutaidawenti

，nengdadaoyidingdezhaodujunyunxingjiugenghao，yebuhuiyoutaiduorenqujiaozhen。zhiyuyibandeqiupao、燈管，則基本沒有什麼光學設計可言。

　　

精準光學設計本身也是LED照明產品優化提高的需要，同樣一個路燈，要設計得好，需要根據不同的路段、燈本身的配置情況，進行相應的光學設計，這就要求燈具廠能夠根據工程的實際情況來進行專業的光學設計。

　　

路的寬度，燈杆的高度
，路燈的間距，路燈挑高的角度，都要求路燈的透鏡、光學係統有應對的措施。

　　

“這(zhe)也(ye)就(jiu)不(bu)難(nan)明(ming)白(bai)為(wei)何(he)做(zuo)路(lu)燈(deng)的(de)都(dou)是(shi)一(yi)些(xie)大(da)企(qi)業(ye)了(le)。企(qi)業(ye)需(xu)要(yao)配(pei)置(zhi)不(bu)同(tong)的(de)模(mo)具(ju)，根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)需(xu)求(qiu)搭(da)配(pei)相(xiang)應(ying)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)，這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)把(ba)每(mei)條(tiao)路(lu)都(dou)做(zuo)得(de)很(hen)漂(piao)亮(liang)。規(gui)模(mo)較(jiao)小(xiao)的(de)企(qi)業(ye)，難(nan)以(yi)承(cheng)擔(dan)這(zhe)樣(yang)的(de)成(cheng)本(ben)。” 錢可元教授指出。

 

　　

照明設計與基本的光學理論大家都懂
，但LED照zhao明ming是shi一yi個ge新xin興xing的de行xing業ye
，是shi要yao根gen據ju各ge種zhong不bu同tong的de應ying用yong場chang景jing來lai進jin行xing設she計ji，對dui於yu設she計ji者zhe的de要yao求qiu相xiang對dui較jiao高gao，不bu但dan要yao懂dong理li論lun，還hai得de要yao有you實shi踐jian的de經jing驗yan

，跟gen整zheng個ge工gong程cheng實shi際ji情qing況kuang去qu做zuo相xiang對dui應ying的de光guang學xue設she計ji。

　　

“特事特辦
，沒有一個標準的模式或理論可以通用，這也是LED精準光學設計的難點，根據不同的應用場景要求進行設計。在我們設計UV固化光源係統時，要求的卻是發散角很小的大麵積均勻強輻照，其設計又與傳統的同類產品截然不同。”錢可元說。

　　

此外，一般的企業要養一個專業的光學工程師也不容易。

　　

LED光學設計，通常是對於點光源而言，但COB是一個麵光源
，作為封裝主流趨勢之一，其配光設計也備受關注。

　　

COB封裝沒有進行光學設計，隻是芯片集成在一起，雖然COB本身發光均勻，應用到光學係統後卻會產生問題。

　　

“如一個需要邊緣清晰的均勻照明的場景
，實際上用COB來做，效果反而會差，本來很清楚的邊緣變得不清楚了，或者照度變得不均勻了。”

　　

錢可元談到，COB的配光對光斑要求較高的場合已成為行業的難題，但在特定的某些場合下，把COB的配光進行一些優化和改進

，從而使其符合要求，隻是並非所有燈具都適合用COB光源。

　　

“目前我們對筒燈、射燈之類的光學設計進行一些優化，有些筒燈不是加透鏡
，而是加反光杯
，可以夠獲得較好的照明效果。如果COB用於路燈
，則必然得把透鏡做的很大，否則就沒辦法達到配光的要求。”

　　

COB屬於擴展光源，如何對COB的二次光學設計進行優化設計，這也正是錢可元教授目前研究的一個方向。

　　

　　

對LED光學設計的忽視。

　　

LED作為照明產品，滿足人們各種各樣的照明需求是一個最基本的功能，但企業對於LED光學設計卻未給予足夠的重視，如燈絲燈

，從光學設計角度而言比較簡單粗暴
，“不能說倒退了，但確實是一個無奈之舉。”

　　

未考慮燈與環境的融合。

　　

路燈就是一個很好的例子，眩光、斑馬線等現象時有存在，其原因就是設計企業，未能充分考慮到具體路段的環境因素造成的。

　　

“目前我們設計的新一代LED路(lu)燈(deng)西(xi)塔(ta)，可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)路(lu)麵(mian)的(de)反(fan)射(she)係(xi)數(shu)優(you)化(hua)光(guang)源(yuan)在(zai)路(lu)麵(mian)的(de)照(zhao)度(du)分(fen)布(bu)
，從(cong)而(er)達(da)到(dao)在(zai)控(kong)製(zhi)燈(deng)具(ju)眩(xuan)光(guang)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，滿(man)足(zu)路(lu)麵(mian)照(zhao)度(du)與(yu)亮(liang)度(du)同(tong)時(shi)均(jun)勻(yun)，有(you)效(xiao)消(xiao)除(chu)路(lu)麵(mian)的(de)''斑馬線''現象。”

 

未考慮光源與光學係統的適配問題。

　　

LED的光學設計，一定是根據具體的光源來設計的，光源不一樣
，透鏡也就得跟著改變。

　　

“muqiandeguangyuan
，gejiafengzhuangchangdouhuiyousuobutong，fengzhuangqijianbianle，guangxuexitongshibushiheshi，zhexiedongxiyingyongchangyeyinggaiqukaoliang。cileijishuwentizaishejibeiguangyuanhezhixiashipingbandengdeguangxueshejizhongyouweizhongyao。zaijiechuguochengzhong，womenfaxianyouxieqiyezaizhefangmianzuodehaishiyouxian。”

　　

“企業進行LED光學設計，要根據市場需要，或自身產品定位而進行。比如均勻度

，80%是均勻，90%也(ye)是(shi)均(jun)勻(yun)
，隻(zhi)要(yao)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)產(chan)品(pin)的(de)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)，這(zhe)個(ge)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)就(jiu)夠(gou)了(le)。真(zhen)正(zheng)好(hao)的(de)照(zhao)明(ming)企(qi)業(ye)，還(hai)應(ying)有(you)一(yi)個(ge)光(guang)學(xue)工(gong)程(cheng)師(shi)，不(bu)一(yi)定(ding)都(dou)要(yao)自(zi)己(ji)設(she)計(ji)
，但(dan)起(qi)碼(ma)光(guang)學(xue)設(she)計(ji)理(li)念(nian)一(yi)定(ding)要(yao)了(le)解(jie)
，企(qi)業(ye)應(ying)該(gai)要(yao)知(zhi)道(dao)如(ru)何(he)取(qu)舍(she)，如(ru)何(he)控(kong)製(zhi)自(zi)家(jia)產(chan)品(pin)的(de)光(guang)學(xue)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)。” 錢可元教授最後建議道。