浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...

山东大鲤鱼 · 发表于 2023-2-27 15:00:52

在上一期，大师兄与大家交流了关于光学成像设计相关的从业方向：
在以往的非成像光学设计基础分享中，我已经帮大家汇总了两期基础知识：
<hr/>本轮将继续如约与大家分享《光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统设计》。这期内容因为篇幅太长，预计分如下几个章节陆续与大家分享：
学习路线可以参考我之前文章：
第一次分享（第一章节）：
一、非成像光学设计的传统行业------传统照明设计：照明工程设计。
1.1 传统照明灯具行业；
1.2 LED新型民用照明灯具配光设计；（开店、或者创业选择门槛低）
1.3、竞争型民用照明灯具光学设计；（高校毕业生入门选择）
4、市政工程照明；（高校毕业生入门选择）
5、工业照明；
6、农用照明；
7、车灯照明；(推荐热门选择)
8、进阶型照明领域；（进阶选择）

第二次分享（含后面两个章节）：
二、非成像光学的专业照明行业-------专业照明光学系统的设计。
1、LED背光设计；
2、LED投影照明设计；
3、激光雷达；
3、安防补光照明设计；
4、红外探测照明设计；
5、光纤通信；
6、激光加工；
7、衍射型光学器件设计；
8、镀膜；
9、LED阵列像素屏
10、医疗设备；
三、照明应用领域。------室内照明设计灯光设计
1、灯光设计与灯具配型；
2、配色设计；

其他关于非成像设计基础后续分享计划预告：
（1）《基于DLP的投影照明光路设计思路与方法》；--------作为非成像设计基础系列的第三期
（2）《非成像设计入门---如何利用边光原理设计CPC》；--------作为非成像设计基础系列的第四期
（3）《非成像设计入门---关于光学扩展量的解读》；--------作为非成像设计基础系列的第五期
（4）《非成像设计入门---关于TIR透镜设计光路种类汇总与应用》；--------作为非成像设计基础系列的第五期
（5）《非成像设计入门---任意曲率下的菲涅尔透镜设计与PIR透镜设计思路》；--------作为非成像设计基础系列的第五期
有喜欢的朋友可以加关注、收藏、并点赞。
<hr/>
<hr/>一、非成像光学设计的传统行业------传统照明设计：照明工程设计。

1、传统照明灯具行业

这里传统照明，是指光源非LED的更加传统的光源，比如氙气车灯，高压钠灯的路灯设计，传统工业照明、电筒类，瓦斯灯、荧光灯、汞灯等系列等。这个行业基本被淘汰了或者体量比较少，因为光源基本被LED所代替，所以不建议从业。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-1.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-1.jpg

<hr/>2、LED常规型民用照明灯具配光设计

这里说的常规型民用照明，是指利用LED光源，以点亮为主的照明灯具设计。
2.1 LED+扩散灯罩型照明灯具；
比如我们家用的便宜的吸顶灯，简单钣金件内壁喷白（甚至都使用原色）作为灯具的框架，国产廉价的LED芯片（几分钱一颗，甚至都不论颗卖）+廉价的驱动电源+扩散板；
还有几块钱一个的LED球泡灯，没有专门的散热，直接E27灯头连出两根线+阻容降压驱动电源，外面套个泡壳；
还有简单的LED光源+简易反光杯，简单的射灯或者手电筒就出来的。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-2.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-2.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-3.jpg

像上图这种灯具，您去做光学设计有啥意思。
从业推荐：
……淘宝去搜索吧，大多数是广东中山、佛山的作坊做出来的，我有亲戚在家里就是做球泡灯的，随便买个贴片机，阻容降压驱动电源自己做的，几乎可以认为没有光学设计，想从照明设计行业发展的，不建议大家从业。
除非有朋友要开灯具店或者开作坊创业，可以去从业几年，主要是为了积累供应资源和成本门道，自己卖等给不懂行的普通大众。
2.2 LED+通用型透镜或者通用型反光杯照明灯具；
这种照明灯具，我列为常规型，是因为光学配光器件如透镜、反光杯等都是通用型器件，都是从透镜厂批量买回来（大批量购买，有要求的几毛钱一颗，无要求的，一分钱一颗）直接套上LED光源，作为各种灯具去卖。比如那种几块钱的手电筒透镜，廉价的射灯、筒灯反光杯或者透镜，廉价的台灯，统统只为了点亮，毫无光色要求，毫无舒适性和光效可言。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-4.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-4.jpg

从业推荐：同2.1推荐建议，非自己开店或者自己做小作坊，不建议从业。

2.3 装饰型照明灯具；
关键词，装饰为主。如各种洗墙灯，装饰性射灯、水晶灯，茶碗灯，还有LED多色灯带等。如水晶灯比较贵点，是因为给人的感觉是透镜用的多，造型也算是工艺品级别，光源也用的比较多。
从业推荐：同2.1、2.2推荐建议，非自己开店或者自己做小作坊，不建议从业。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-5.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-5.jpg

洗墙灯

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-6.jpg

水晶灯

2.4 初级阵列显示型
商店的价目板，广告板、简单显示屏。单片机+LED阵列。也不建议从业，没啥技术含量。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-7.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-8.jpg

<hr/>3、竞争型民用照明灯具光学设计

追求极致光效以及光色、以及均匀性的照明设计。
我觉得是高校毕业生从事照明设计的起点。
专业知识要求：
（1）非成像光学理论基础。至少知道光学扩展量与边光原理。----非常重要
（2）光度学与色度学。-----非常重要
（3）高等数学与matlab（推荐matlab，是因为数学计算和光学仿真都很牛）
（4）至少会基础使用一款3D建模软件。如SOLIDworks，UG，prOe等。（车灯设计除外，有专门的建模软件）
不仅仅是透镜面型建模要用到，而且反光杯的纹路、麟甲、或其他微结构设计也会经常用到，建模基础要打好。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-9.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-9.jpg

（5）光学仿真软件如tracepro或者zemax或者lighttool;
（6）场景照明仿真软件，如DIAlux。
（7）不同照明行业，需要掌握各自的行业标准。如室内照明标准、路灯隧道灯照明、车灯照明行业标准等。
（8）配光测试以及光通量测试以及光谱测试仪器的使用。
另外附赠一句话：只会光学软件的都是低手、高手上述要全部有基础，且光学软件需要会宏编程。
从业建议：
（1）选择国际国内知名灯具大厂如：darius大流士、飞利浦、华泰、欧普、松下照明、欧司朗、佛山照明、松下、三雄、极光等大厂，还有国内不怎么知名，但我大致了解的三思、德邦、华普永明以及深圳的一些公司。因为他们的竞争力体现在高端产品。
（2）还有一个就业方向就是，去透镜厂，纯粹的透镜设计，如国内的广东深圳百康，宏磊达等，中山利尔达、福建富兰光学等，很多很多。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-10.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-10.jpg

（3）LED光源厂做一次配光设计。如下图：

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-11.jpg

举几个产品例子：
（1）球泡灯设计。
可不是简单的E27灯头+阻容降压+扩散泡壳那么简单。光效一项指标的竞争，就可以让很多厂家绞尽脑汁，如果大家灯珠都是一样的，那么散热、驱动和光学设计（光效设计下，要求全配光、色温、均匀性等）。每一个细节都是竞争点。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-12.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-12.jpg

（2）面板灯设计。
竞争点除了光效、光色、舒适性、面板亮度均匀性以及照明配光等项，还有轻薄，比的是薄，这可是个很要命的竞争项，对于直下式面板灯，灯珠的排布与扩散板面的均匀性可是个很复杂的数学模型，可没那么容易，往往需要一次配光近场组合实现均匀，很难的。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-13.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-13.jpg

（3）无扩散板面板灯。就是没有扩散板，也不能直接看到LED灯珠（直接看到就会很亮），也能实现那种长条形的面板灯照明效果。
（4）LED灯管设计等。代替传统荧光灯管的LED灯管设计。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-14.jpg

（5）各种配光形态的室内照明灯具配光设计。-----一定要掌握进阶水平，才能在照明领域立于不败之地。
这个就是大家常规认知的配光透镜的设计了，根据不同的配光要求，设计透镜，初级阶段用3D软件草图直接手拉建模设计；还有很重要的一点，LED白光照明，大多数采用蓝光+黄色荧光粉的技术路线，会使得LED大角度的光比较黄，室内照明灯具要求这个“黄”要处理好，不然就很low，这里面涉及到混光光路的设计以及微结构混光设计。
高手都是直接根据光源和需求，直接根据光的折反射定理，以及高数面型建模，直接计算出面型数据，然后建模。大家立志要成为高手（需掌握上述八个技能），然后掌握眩光控制以及评价的基本原理，转行其他照明行业，比如自由曲面的设计、专业照明系统都是小菜一碟。
<hr/>4、市政工程照明

主要从业方向是路灯、隧道灯、广场灯、桥梁照明、市政地灯、公园照明、市政装饰照明的设计；
重点掌握路灯的设计，因为路灯除了第3节介绍的从业技能要求，还需要考虑不同路面的反射率，以及环境光的比例，其他都只是标准要求不同，比如道路照明设计的是观察者下的路面亮度均匀性，而广场照明是路面的照度均匀性。
然后路灯的透镜类型为偏光透镜，这是其他照明所接触不到的，相比室内旋转对称光学器件，路灯透镜要求建模或者算法要复杂很多

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-15.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-15.jpg

需要的技能：
（1）上述各类市政工程照明的行业标准。尤其是要理解道路照明要求中的亮度均匀性（如不同路面的R表）和照度均匀性要求，这两个必须掌握。
（2）工程照明设计。因为是工程类项目，需要与别的厂家做竞标，要根据灯具的IES文件做照明方案，需要用到DIAlux软件以及理解行业标准，做竞标文件。
（3）第3节中提到的技能。
（4）工程类灯具结构设计要求标准。
从业建议：
比较尴尬的是，这类工程类的公司，待遇没有做消费级产品的工资高那是肯定的，且这类公司基本也不是国际公司，基本都是国内公司，我所知的如三思、华普永明等。三思还不错，唯一就是在上海工资不高，但是他们有专业的团队，对市政照明设计积累很深，而且室内照明，以及马上要跟大家分享的进阶型照明都有很深的造诣。适合新人去历练。
<hr/>5、工业照明

工业照明，基本是以大反光杯或者以像素灯为主的照明，因为需要的功率比较大，且灯珠面积或者数量比较多，不太可能用一个大透镜，且大多有工业要求。比如矿业的防爆灯、UV使用场景用到蓝紫光灯等。这个行业不是消费级的，大家看着办进去。而且大部分灯具也是从一些照明灯具厂定制。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-16.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-16.jpg

知识技能方面的特殊性：
（1）工业场景灯具应用标准。
（2）使用灯具波长以及特殊的照明方式。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-17.jpg

<hr/>6、农用照明

以植物灯、动物养殖为主的照明灯具，工程化室内培育绿色植物，或者盆栽，科学养殖，比如动物的繁殖方面，都可能需要用到特殊波段的光照明灯具。
从业的话，基本也是照明灯具厂。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-18.jpg

<hr/>7、车灯照明

对于从事非成像照明领域，这是很重要很吃香的一个方向，重点推荐！重点推荐！重点推荐！重点推荐！重点推荐！
重要的事情说三遍：
工资待遇很高哦！汽车行业不差钱！
工资待遇很高哦！汽车行业不差钱！
工资待遇很高哦！汽车行业不差钱！
尤其现在国内造车形势一片大好，以及LED光源的普及应用。
从业技能要求：
（1）车灯产品行业标准。-----从业之本，涉及到车载，车规可不是开玩笑的。
（2）非成像光学理论，一旦涉及到光效的，必须要用光学扩展量来解释，也会用到边光原理理论。
（3）光度学、颜色方面掌握混光技能。
（4）车灯设计软件。这个也是从业之本了，车灯的建模需要用到特殊的软件，因为经常会用到自由曲面的设计，如lucidshape，功能很强大。
（5）光学仿真软件。如ASAP，tracepro,Lighttools等。
（6）测试技能与评价方法。
车灯除了前兆大灯的设计，还包括一些装饰照明、尾灯、示廓灯、刹车灯等，种类是很多的，自成一派，不错的就业选择。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-19.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-19.jpg

<hr/>8、进阶型照明领域

这个方向是各大照明厂争相进阶的行业，因为LED照明灯具只追求灯具本身性能的时代已渐渐成熟，竞争也越来越大，为了求生存，只能是图谋更高阶的照明需求。
进阶型照明发展的方向和行情：
（1）随着LED发光效率、寿命及可靠性的不断提高，LED正从替代型光源往以人为本的新型照明光源发展。
（2）照明从单纯追求高光效逐步转变为对优良光品质的追求，满足人的视觉、生理及心理的综合需求。
（3）近几年，光生物学和视觉科学的发展，为LED在健康照明和的应用提供了依据；
（4）LED光源小巧、易控、可调的特点，结合微电子和互联网+技术，为LED健康照明应用带来了新的机遇。
（5）LED光源在医疗领域应用广泛，不同波长使LED适用于不同的医学应用领域。
所以，针对不同的应用场合、人的个性化需求，如何通过优化LED光源及照明方式，提供健康的照明环境和符合医疗要求的光品质，是当前面临的重要挑战。
注意关键词，不仅仅是追求高光效、更结合以人为本、健康、医疗领域。尤其是医疗领域，我放在专业照明领域单独讲。
举个“以人为本”的进阶型领域：
比如现在炒的比较火的天窗灯，相比传统的照明灯具，不仅仅是提供充足的照明光线，但是如何在室内享受自然光的效果。智能天窗灯的出现，解决了这个痛点，把阳光带回家，不再是难题。智能天窗灯也被称为天窗灯，是一个模拟青空白云的灯、仿照太阳天空的灯，或者说，它就是一个“人造太阳灯”，营造蓝天白云、青空白日、明媚阳光的自然景象，让家里洒满阳光。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-20.jpg

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...-20.jpg

如上图，可不是窗户哦，那是一盏灯，好不好玩。
<hr/>以上内容，除了车灯设计可以独挡一面外，其他的都可以非成像光学设计的入门工作经历。最终还是要投入到将要分享的第二章内容，专业照明设计以及光学系统设计。
喜欢的朋友可以关注我。

浅谈光学从业方向系列（二）-----非成像光学设计与光学系统 ...

相关帖子

快速回帖

关于楼主