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LED二次光学透镜知识培训 LED二次光学透镜 一 何为LED二次光学透镜 透镜是根据光的折射和反射规律 由透明物质 如玻璃 水晶 塑胶等 制成的表面为球面一部分的光学元件 LED二次光学透镜就是对灯珠或贴片光源 一次光学 进行再分配 二 LED二次光学透镜分类 1 按材料常见的有玻璃透镜 塑料透镜 亚克力PMMA透镜和PC透镜 和硅胶透镜2 按外观常见的有TIR透镜 凸透镜 花生米透镜等3 按应用场景可分为 洗墙灯透镜 射灯透镜 TV透镜 路灯透镜 舞台灯透镜 车灯透镜室内照明透镜等等我司主要用单颗的洗墙灯透镜和射灯透镜 三 透镜材质优缺点 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 为了配合PMMA所能承受的温度范围 采用PMMA灯罩时往往必须考虑增加光源和灯罩的距离或是降低光源的输出功率 3 PC透镜a 光学级尼龙料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 四 透镜应用分类 1 一次透镜a 直接封装 或粘合 在LED芯片支架上 与LED成为一个整体 b LED芯片一般发光角度为120 也有160 140 90 60 等角度 2 二次透镜a 与LED是两个独立的物体 两者互相配合使用 密不可分 b 作用 将LED灯珠的大角度光 一般90 120 再次汇聚成5 175 任意角 五 TIR透镜光束角的类型 1 真正聚光 RS 2 柔和聚光 SS 3 扩散聚光 D 4 中角度 M 5 椭圆角度 O 6 大角度 W WW WWW 1 真正聚光 这类透镜是最聚光的 取得高的cd lm 峰值光强 但也会导致缺失部分混光性能 白光光斑边缘多数会泛黄或泛蓝 这类透镜很容易辨认 一般都是表面晶莹通透 光滑 部分还可能是中空 一般多用在户外照明中 如射灯 2 柔和聚光 与真正聚光透镜对比 柔和聚光透镜最大不同就是表面做了柔光处理 比如晒纹 磨砂 从而取得了更好的光质量分布 即光斑比较均匀 不过它的cd lm相对低一些 角度也会稍宽一些 3 扩散聚光 此类透镜光分布是最平滑的 cd lm取得的峰值光强比柔和聚光透镜稍低一些 但两者角度差不多 它的表面是扩散面处理 混光效果会更好 相比炫光控制效果也会更佳 4 中角度 此类透镜光分布效果介于聚光透镜和大角度透镜之间 表面一般都会珠面或者四边形 六边形鳞甲 5 椭圆角度 椭圆透镜的光分布表现为某个轴向光分布非常的宽 而另一个轴向则为细小光角度 主要应用在户外洗墙灯等 常见洗墙灯TIR透镜 无偏光条纹透镜偏光条纹透镜 6 大角度 这类透镜属于大角度范畴 从40 到80 中间再细分为多个角度档次 角度越大意味着光分布就越广 透镜有比较粗糙的漫反射表面 透镜光学知识 EXC LIGHTING 一 LED发光光束度 LED照明光源一般都是近朗伯型发光 即发光角度在120度左右 特殊的场景照明有80的光束角等等 例 以下为LUMILEDS3030光源 直角坐标极坐标 二 透镜控光光束角 透镜控光光束角 通常说为透镜角度 即对光源发出的光的强度进行再次分配所表现出来的值 透镜光束角有角和半角 全角即发散角 就是离最大光强点最远的两个10 的最大光强值所对应的点之间的夹角 半角即半光强角度 就是离最大光强点最远的两个50 的最大光强值所对应的点之间的夹角 常规说透镜角度都是说的透镜的半光强角度 相同照射距离下发散角的大小决定灯具光斑的大小 所以发散角是考量一个透镜聚光能力的强弱值 光束角的读取 一般都是在X Y坐标系即直角坐标系中读取 X轴一般都是角度值 Y轴一般都是光强值 直角坐标系中读数直观易读 而极坐标中读数相对麻烦 且读出的角度不准 例 见下图 X Y线性坐标中红线上两个半光强点之间的夹角22 5x2 45 0 蓝线两个半光强点为7 5x2 15 所以就能得到这个图中的半光强角度是15 45 10 的光强角度和50 的光强角度读法一样 三 通过光强线判定光斑红线和蓝线之间有间隙 就能知道光斑不是圆形 蓝线底部有长长的尾巴 说明蓝线即小角度方向有很多余光 即看起来来光斑会分层 光强曲线尾巴即过度区越短 那么光斑得副斑就越小 这也是评价一款透镜光效好坏的点 光强曲线如果过度不均匀 那光斑就会出现亮条纹 与暗条纹交错 灯具透镜使用小结一 条纹洗墙灯透镜1 角度问题我们的洗墙灯透镜实测角度和标称角度相差太大 比7 80 10 60的永明亮透镜实测只有15 43 16 45 建议实测后重新命名 命名一般都是以半光强角度命名的 这样避免给业务和生产带来不必要的麻烦 2 余光问题小角度余光相对来说比较多 在洗墙灯与墙面距离相对较大时 会造成暗斑位置泛黄 3 RGB混光问题在输出为白光时 灯具两端和底部的墙面颜色会泛红或者泛蓝 也就是混光效果不好 这是全彩洗墙灯条纹透镜都会遇到的问题 二 普通透镜1 光斑问题没有加屋面或者珠面的小角度8 12 15 透镜光斑都不怎么理想 光斑边缘有明暗交错的条纹 正白光时边缘会泛黄 大角度30 45 60 有的光斑中心区