LED透鏡光學(xué)設(shè)計揭秘
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2016-04-22
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標(biāo)準(zhǔn)的透鏡最經(jīng)典的就是圓錐形透鏡，這些透鏡很大一部分依賴于全內(nèi)透反射所以稱之為TIR（Total Internal Reflection）透鏡。通常 TIR 透鏡是軸對稱設(shè)計提供一個漂亮的圓形光斑，既可以組合成多顆 LED 成為陣列透鏡也可以單顆加支架以方便安裝和控光。
TIR透鏡 VS 反光杯
其實兩者的基本工作原理都是相同的，產(chǎn)業(yè)資訊，但是 TIR 透鏡相比而言具有更大的控制權(quán)，因為 TIR 透鏡的每條光線都經(jīng)過控制利用，而反光杯的很大一部分光是不接觸反射面不受控制的，這個在小角度光學(xué)里面很容易看出來，廠房照明，反光杯的光型是沒有 TIR 透鏡出來的光型那么銳利的（簡而言之也就是反光杯的副光斑更大）。
透鏡的類型：
圖：從左到右: 1、真正聚光(-RS), 2、柔和聚光 (-SS), 3、擴散聚光 (-D), 4、中角度(-M/-M2), 5、橢圓角度 (-O)，6、大角度 (-W/-WW/-WWW)。
不同的光學(xué)性能使用不同的TIR透鏡，照明產(chǎn)品，而透鏡的尺寸和 LEDs 燈珠直接影響光學(xué)性能的，所以沒有明確先提條件而談角度、光強和效率都是不準(zhǔn)確的， led室內(nèi)照明，良好的光學(xué)設(shè)計必須跟 LEDs 燈珠的光分布完美的配合才能得到良好的光學(xué)效果。在專業(yè)的光學(xué)設(shè)計里不存在萬能的產(chǎn)品，有的是針對性配合光學(xué)和針對性的應(yīng)用。
下面我們再 TIR 透鏡家族里面好好分析下每種不同的光學(xué)：
真正的聚光透鏡（-RS）
在透鏡家族里面這類透鏡是最聚光的，目的是取得高的cd/lm(峰值光強)但也會導(dǎo)致缺失部分混光性能，這類透鏡很容易辨認(rèn)，行業(yè)資訊，一般都是表面晶瑩通透透，部分還可能是中空。應(yīng)用這一類透鏡的主要方向包括：投光燈、聚光燈、遠(yuǎn)距離洗墻燈等。案例比如橋梁照明、高層樓宇照明、室內(nèi)射燈等。
柔和的聚光透鏡-SS
可以從下圖與前面的對比看看，這一類透鏡與聚光透鏡的最大不同就是表面做了柔光處理，從而能取得更好的光質(zhì)量分布，不過相比前面的聚光透鏡它的cd/lm相對會低一點，角度也會稍寬一些。這里光學(xué)的應(yīng)用也主要是投光，企業(yè)資訊，射燈等。兩者沒有誰好誰壞，都是為了滿足不同的光應(yīng)用需求，國際資訊，魚和熊掌都是好東西，只是應(yīng)用方向不同。
擴散聚光透鏡（-D- ）
請先看下圖，這類有著擴散表面設(shè)計的透鏡在三款聚光透鏡中光分布是最平滑的，相比而言，cd/lm取得的峰值光強比有著柔光面設(shè)計的透鏡稍低一點，質(zhì)量，但是兩者的角度差不多。由于它的表面是擴散面處理，照明產(chǎn)品，混光效果會更好，相比眩光控制效果也會更佳，辦公照明，所以這款的應(yīng)用洗墻燈和中端距離的投光燈、聚光燈效果都是杠杠的。
中角度透鏡（-M/M2）
這類透鏡的光分布效果介于聚光透鏡和大角度透鏡之間，表面有小小的“枕形”表面設(shè)計，如果里面放上一顆 LED 看起來有點像某種“飛行昆蟲的眼睛”，一般來說不會有粗糙的漫反射表面。應(yīng)用很廣，各種各樣的燈具都可能用到，光分布均勻。
橢圓光型透鏡(-O/ -O-90)
這一類透鏡在建筑洗墻燈、廣告燈箱照明等應(yīng)用最為廣泛。橢圓的光分布是表現(xiàn)為某個軸向光分布非常的寬，LED燈管，LED燈管，而另一個軸向則為細(xì)小光角度。目的很簡單，光型就代表了一切，寬的是為了C0-C180°光分布覆蓋面廣和均勻，窄的軸向C90-C270°光分布是為了把光鋪的更遠(yuǎn)。這類透鏡還有自帶偏轉(zhuǎn)角的版本，方便燈具不能調(diào)整的洗墻燈應(yīng)用。
大角度透鏡（-W-W4）
這一類屬于 TIR 家族透鏡里面的大角度范疇，從40°到80°中間再細(xì)分為多個角度檔次，超市照明，角度越大意味著光分布就越廣。這些類型透鏡的標(biāo)準(zhǔn)一般有比較粗糙的漫反射表面，超市照明，但有些透鏡會有中型“枕形”表面或者曲面，店鋪照明，又或者兩者都可以能有。這類透鏡的應(yīng)用也是非常廣泛的等。
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