光學(xué)設(shè)計(jì)是LED的手槍

文章來(lái)源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-04-10

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 試過(guò)被直射的陽(yáng)光亮瞎眼睛嗎？這就是最原始的“眩光”來(lái)源，但很多建筑會(huì)把陽(yáng)光“馴服”，讓它變得舒適可人，像因?yàn)楣鈱W(xué)設(shè)計(jì)舉世聞名的金貝爾博物館：

圖：美術(shù)館內(nèi)部，懸掛在天花頂部“人”字型的反射器，把日光引進(jìn)室內(nèi)，均勻反射到兩側(cè)弧形的清水混凝土面上。

同樣，如果LED的光源，沒(méi)有經(jīng)過(guò)光學(xué)設(shè)計(jì)的“馴服”，就會(huì)兇猛地外散，像這樣發(fā)飆：

但如果經(jīng)過(guò)了光學(xué)設(shè)計(jì)，馴服之后，光線就變得可以靈巧萬(wàn)分，各種為我們所用：

經(jīng)過(guò)光學(xué)設(shè)計(jì)“馴服”之后，光能幻變出各種符合我們使用需求的形狀和效果。

 

所以，如果說(shuō) LED 光是子彈，那光學(xué)設(shè)計(jì)就是你需要的那把槍——讓 LED 指哪打哪，無(wú)所不能。

 

有時(shí)二次光學(xué)和多次光學(xué)最終決定燈和燈具的光學(xué)性能，LED 提供的是一個(gè)相對(duì)比較寬角度的光束（備注：一般封裝芯片角度為115°或120°）需要通過(guò)控光達(dá)到特定應(yīng)用的需求。比如定向射燈需要的是超窄角度光束，而路燈則需要的是覆蓋一個(gè)寬區(qū)域也許是矩形的光斑照明效果。要了解更多的光學(xué)應(yīng)用方案，請(qǐng)關(guān)注最近的光學(xué)發(fā)展趨勢(shì)。事實(shí)上，光學(xué)透鏡和反光杯是可以單獨(dú)或者組合的一起應(yīng)用到先進(jìn)的光源和燈具設(shè)計(jì)的，此外光學(xué)器件的設(shè)計(jì)也是必須保持與 LED 芯片的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)的，比如現(xiàn)在的 cob 芯片發(fā)光面（LES）越來(lái)越小，光效越來(lái)越高等，下面讓我們回顧下光學(xué)公司最新發(fā)布的產(chǎn)品，尤其是 COB 的配套光學(xué)。

 

來(lái)自Fraen的組合嵌入式TIR透鏡

 

由于燈具應(yīng)用的需求，大尺寸發(fā)光面 LES 高功率的 COB 逐步面世上市以滿足燈具應(yīng)用的需求。但是正如我們一直以來(lái)的專題討論中得到出結(jié)論一樣，業(yè)界一直依賴應(yīng)用并能提供精準(zhǔn)的配光的全內(nèi)透（TIR）技術(shù)，更適用于小發(fā)光面 LES 的 COB 芯片，比如室外區(qū)域照明和工礦燈照明應(yīng)用。為了改變這種情況，F(xiàn)rean 轉(zhuǎn)向研究組合 TIR 透鏡，兩個(gè)配對(duì) TIR 透鏡中間是有空襲非密封，這樣做的目的主要是利用比反光杯更矮的高度，達(dá)到并保持良好的配光效果。

 

Ps譯者tips：針對(duì)大尺寸發(fā)光面的 LED ，這種組合透鏡將會(huì)一種發(fā)展方向之一。透鏡可以比同角度的反光杯更矮并提供更更高的cd/lm,但是目前市面上的單個(gè) TIR 全內(nèi)透透鏡在控光和光色效果是都有問(wèn)題。（這就猶如傳統(tǒng)照明年代大于250W金鹵燈用電子鎮(zhèn)流器并不比電感鎮(zhèn)流器節(jié)能，更不比電感鎮(zhèn)流器穩(wěn)定一樣的發(fā)展趨勢(shì)）

來(lái)自Auer Lighting 的LED木星反光杯

 

在光源或者燈具設(shè)計(jì)的時(shí)候，特別是定向照明情況下，通常會(huì)需要使用到透鏡和反光杯。通常情況下，兩者是獨(dú)立使用的，但是 Auer lighting 開(kāi)發(fā)了混合透鏡和反光杯的光學(xué)器件，比如說(shuō)定向照明時(shí)匹配 cree 公司的9mm發(fā)光面芯片 CXA1512 芯片可以獲得7.5度高達(dá)28000 cd（CBCP）。

 

來(lái)自Khatod 的Kristall COB 全內(nèi)透TIR透鏡

 

Khatod 也許是有著最廣泛的與 COB 配套的透鏡，其中包括 Kristall 系列 TIR 透鏡，此款透鏡與Philips Lumileds、CREE、CITIZEN、SEOUL、Osram、Bridgelux 等公司的 COB 芯片匹配。透鏡主要使用材料有兩種分別是 PMMA 和 PC，至于采用何種材料取決光學(xué)性能的需求和匹配的 LED 芯片。通常都是針對(duì)特定 LED 開(kāi)展系列開(kāi)發(fā)，有窄中寬光三個(gè)角度，窄角度是基準(zhǔn)的 TIR 技術(shù)，中角度和寬角度會(huì)在此基礎(chǔ)上加上二次漫反射擴(kuò)散技術(shù)，LED燈管，光學(xué)透鏡效率大概85%，設(shè)計(jì)滿足 ZHAGA 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

Jenny 硅膠 COB 透鏡—來(lái)自LEDiL

 

Jenny 系列透鏡專門(mén)為中小尺寸 COB 設(shè)計(jì)，提供超級(jí)靈活的設(shè)計(jì)模式， led服裝照明，透鏡開(kāi)發(fā)為1×8的陣列組合，可以掰斷為單一模塊使用也可以自由組合模塊，陣列設(shè)計(jì)了靈活切槽，單一透鏡尺寸35×35毫米，第一款產(chǎn)品為對(duì)稱圓形配光，未來(lái)將有更多的角度增加到這個(gè)透鏡家族。其實(shí)這款產(chǎn)品最主要是使用光硅材料制造，光學(xué)效率高達(dá)94％。自帶密封防水防塵保護(hù)等級(jí)，壓槽固定安裝方便。

 

來(lái)自Carclo Optics中功率陣列透鏡

 

從 COB 到小功率芯片，我們發(fā)現(xiàn)中功率芯片有越來(lái)越多的應(yīng)用，3c認(rèn)證，特別是在線性燈具。雖然相比大功率 LED，中功率 LED 輸出光通量相對(duì)較少，不過(guò)性價(jià)比擺在那里，可以通過(guò)使用更多的 LED 數(shù)量滿足燈具設(shè)計(jì) Carclo 設(shè)計(jì)的這款中功率 LED 光學(xué)模組為84顆 TIR 設(shè)計(jì)，匹配5630（5.6×3.0毫米）標(biāo)準(zhǔn) LED。一般來(lái)說(shuō)中功率 LED 模組比較少針對(duì)戶外應(yīng)用，不過(guò) Carclo 這一款模組是針對(duì)路燈和區(qū)域照明應(yīng)用，通常來(lái)說(shuō)，由于室內(nèi)燈具需要的是整體照明寬光束，所以為了匹配 LED 芯片一般不會(huì)用單顆透鏡去控制光型。

 

譯者補(bǔ)充：LEDIL 也有一款針對(duì)于室內(nèi)辦公照明、工業(yè)照明和超市照明等應(yīng)用的中功率 LED 透鏡模組。

來(lái)自Fraen的F3S 路燈光學(xué)

 

路燈和其他戶外區(qū)域照明應(yīng)用需要的是利用光學(xué)提供一個(gè)寬廣光束，把光傳輸?shù)街付ǖ膮^(qū)域邊界而有必須盡量減少光溢出，商業(yè)照明，也就是需要減少光污染。