led科瑞二次光学设计

LED 光学South ChinaCopyright 2010, Cree, Inc. pg. 2LED 初级光学 每个 LED已经有一个初级光学设计 让最大的光从芯片出来 提供 LED的出光角 如果光线的角度不符合特殊的应用，二次光学设计就有必要去改变这些出光角出光角初级光学设计Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 3LED 二次光学二次光学设计用来改变 LED的光线输出，这样设计出来灯具能够符合要求二次光学的基本作用 :分散 : 把出光发散开聚合 :把光线聚合到更小的范围 .二次光学Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 4LED 二次光学扩散：把光线扩散到更广的角度LED 二次光学Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 5聚集 : 把宽的光线聚集成更窄的光线LED 二次光学反射器透镜TIR 透镜反射器 + 透镜Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 6特殊光学要求 (如路灯等 ): 把 LED发出的朗伯光线转变为特殊分布的光线LED 二次光学设计Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 7 当 H=10m,照在 10*25m区域内的光为 50% 。 均匀度为 0.36裸灯圆形光斑矩形均匀光斑 当 H=10m,照在 10*25m区域内的光为 71% 。 均匀度为 0.6Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 8基本光学类型LED基本光学类型 可以分类如下 反射 透镜 反射和透镜的结合一般说来，透镜比反射镜更有效的改变光形SpilloverCopyright 2010, Cree, Inc. pg. 9反射镜 使用反射表面去改变光形 反射镜的最大作用是矫正光线 反射镜有一个大的开口，而且有一些光线不能达到表面（溢出） 溢出的光学围绕在中心光线的四周 反射镜容易制备且相对便宜 反射镜的形状决定光形 抛物线形状的反射镜从焦点收集光线后转化成平行光线 非球面的轮廓能够在大范围内矫正光线 , 提供普通的泛光照明 反射镜能够控制光线数量的大小跟光源与反射镜的相对尺寸成正比 反射镜越大，光形控制越好 光源尺寸越小，反射镜越能更好控制光线溢出角计算LD全溢出角 :2 * spillover =arctan (D / 2) / L)10Copyright 2010, Cree, Inc. Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 11LED 加反射镜单纯依靠反射镜有可能得不到目标光形+LED only反射镜目标区域1. 硅胶透镜；a. 因为硅胶耐温高（也可以过回流焊），因此常用直接封装在 LED芯片上；b. 一般硅胶透镜体积较小，直径 3-10mm ；2. PMMA透镜a. 光学级 PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：亚克力）b .塑胶类材料，优点：生产效率高（可以通过注塑完成）；透光率高（ 3mm厚度时穿透率 93% 左右）；缺点：耐温 70% （热变形温度 90度）；3. PC透镜a. 光学级 Polycarbonate（简称 PC）聚碳酸酯b. 塑胶类材料，优点：生产效率高（可以通过注塑完成）；耐温高（ 130度以上）；缺点：透光率稍底（ 87% ）；4. 玻璃透镜光学玻璃材料，具有透光率高（ 97% ）耐温高等特点，缺点：易碎、非球面精度不易实现、生产效率低、成本高等。Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 12LED透镜的材料种类TIR 透镜： Total Internal Reflection Lens:TIR 透镜管理直接和反射的光线13Copyright 2010, Cree, Inc. 管理直接和反射的光线 在光线出系统前，光线通过至少 2个表面 在小的尺寸下依旧有效 相对反射镜价格昂贵Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 14多芯片 LED TIR透镜通过 TIR透镜能够在对照度有特殊要求中得到很好的应用+OKGood+XPE LED TIR透镜二次光学器件厂商Copyright 2010, Cree, Inc. 光学模型和模拟工具Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 16目前已有光学软件能够有效的进行 LED光学模拟和设计Photometric viewer Lighting Design software Optical Design software容易复杂Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 17初始光源模型Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 18打开 IES文件Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 19照明设计软件 -DIALux （ FREE）Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 20DIALux ExampleDIALux ExampleCopyright 2010, Cree, Inc. pg. 21DIALux ExampleCopyright 2010, Cree, Inc. pg. 22DIALux ExampleCopyright 2010, Cree, Inc. pg. 23其它软件： AGICopyright 2010, Cree, Inc. pg. 24光学设计软件Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 25通常使用以下光学软件进来 LED二次光学建模和设计：ASAP, LightTools, TracePro, FRED, Zemax and Photopia etc., 有些设计软件具备自动的优化功能，能够更好的进行 LED二次光学设计光源 表面光源 体积光源 光线情况 光谱参数 高斯 黑体 自定义 空间，角度，体积分布分析 光度或照度 光强 亮度（空间或角度） 颜色 色度，显指，色温，光谱能量分布，Copyright 2010, Cree, Inc. pg. 26Photopia Software导入 TP建立面光源Copyright 2010, Cre