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LED光學(xué)設(shè)計(jì)常識(shí)

發(fā)表時(shí)間:2023-08-11 瀏覽次數(shù):1516

什么是LED的一次光學(xué)設(shè)計(jì)和二次光學(xué)設(shè)計(jì)?是否所有的LED都包含有一次光學(xué)設(shè)計(jì)和二次光學(xué)設(shè)計(jì)?今天我們就來(lái)簡(jiǎn)單的了解一下LED光學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),帶你走進(jìn)LED的領(lǐng)域。



一次光學(xué)設(shè)計(jì)


把LED芯片封裝成LED光電零組件時(shí),要先進(jìn)行一次光學(xué)設(shè)計(jì),以解決LED的出光角度、光強(qiáng)、光通量大小、光強(qiáng)分布、色溫的范圍與分布。這就是所謂的一次光學(xué)設(shè)計(jì)。


故一次光學(xué)設(shè)計(jì)主要是對(duì)芯片、支架、模粒這三要素的設(shè)計(jì)。




LED光源主要光強(qiáng)分布形式


二次光學(xué)設(shè)計(jì)


二次光學(xué)設(shè)計(jì)是針對(duì)大功率LED照明來(lái)說(shuō):一般大功率LED都有一次透鏡,發(fā)光角度為120度左右。二次光學(xué)就是將經(jīng)過(guò)一次透鏡后的光再通過(guò)一個(gè)光學(xué)透鏡改變它的光學(xué)性能。


大功率LED照明零組件在成為照明產(chǎn)品前,一般要進(jìn)行兩次光學(xué)設(shè)計(jì)。



故二次光學(xué)設(shè)計(jì)主要是對(duì)LED照明器具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),LED光源二次光學(xué)配光設(shè)計(jì),對(duì)大面積投光和泛光照明配光需求尤為迫切。通過(guò)二次光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù),設(shè)計(jì)外加的反射杯與多重光學(xué)透鏡及非球面出光表面,可以提高器件的取光效率。


二次光學(xué)兩大作用



把光線擴(kuò)散到更廣的范圍,并且改變其光強(qiáng)分布



把寬的光束聚集成更窄的光束


二次光學(xué)設(shè)計(jì)原理


照明區(qū)域中任意一點(diǎn)的照度都是由光源的許多點(diǎn)發(fā)出的光能,通過(guò)光學(xué)照明系統(tǒng)重新分配后進(jìn)行疊加形成的。


光學(xué)照明光學(xué)系統(tǒng)一般包括:LED光源+光學(xué)系統(tǒng)+照明平面



LED光學(xué)照明設(shè)計(jì)系統(tǒng)方法


● 根據(jù)使用要求提出光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求


● 收集光學(xué)系統(tǒng)必要的參數(shù)條件,把光學(xué)中“不可能”“不合理”的要求剔除掉


● 光學(xué)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)布局,光學(xué)部分的設(shè)計(jì)


● 根據(jù)設(shè)計(jì)要求優(yōu)化光學(xué)效果,一般由計(jì)算機(jī)軟件輔助完成


● 繪制產(chǎn)品圖紙,考慮產(chǎn)品加工成型,輸出圖檔



光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程


燈具使用場(chǎng)景和測(cè)試仿真




LED光學(xué)系統(tǒng)分類


1.反射杯


2.透鏡


3.反射杯與透鏡的結(jié)合


一般來(lái)說(shuō),透鏡比反射鏡能更有效的改變光形。



LED透鏡材料分類:


1.硅膠透鏡:


a.硅膠耐溫高(也可以過(guò)回流焊),因此常用直接封裝在LED芯片上;


b.一般的硅膠透鏡體積較小,直徑一般在5-10MM;


2.PMMA透鏡


a.光學(xué)級(jí)PMMA(聚甲基內(nèi)烯配甲酯,俗稱:亞克力).此材料在成型后比較脆,不適宜制作形狀特別復(fù)雜的產(chǎn)品;


b.優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高(可以通過(guò)注塑完成),透光率高(3mm厚度時(shí)穿透率為93%左右),缺點(diǎn):耐溫70度,熱變形溫度90度;


3.PC透鏡


a.光學(xué)級(jí)Polycarbonate(簡(jiǎn)稱PC)聚碳酸酯,具有相當(dāng)強(qiáng)的韌性,耐沖擊性能好;


b.優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高(可以通過(guò)注塑成形),耐溫高(120度以下);缺點(diǎn):透光率稍低(88%);


4.玻璃透鏡


具有高透光率(97%)耐溫高等特點(diǎn),缺點(diǎn):易碎,生產(chǎn)效率低,成本高。