LED透镜设计

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LED  透镜实践应用知识手册
分享给大家
一 LED  透镜的材料种类：
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。
二 LED  透镜的应用分类
1.一次透镜 a.一次透镜是直接封装(或粘合)在 LED 芯片支架 上,与 LED 成为一个整体;b.LED 芯片(chip)
按理论发光是 360 度,但实际上芯片在放置于 LED 支架上得以固定及封装,所以芯片最大发光角度是 180 度,
另外芯片还会有一些杂散光线,这样通过一次透镜就可以有效收集 chip 的所有光线并可得到如 160 度、140
度、120 度、90 度甚至 60 度(不同需要)的出光角度;c.一次透镜多用 PMMA 或硅胶材料。
2.二次透镜 a 二次透镜与 LED 是两个独立的物体,但它们在应用时确密不可分;b 二次透镜的功能是将
LED 的大角度光(一般为 90-120 度)再次聚光成 5 度至 80 度任意想要得到的角度;c 二次透镜材料大都用
PMMA 或玻璃。
三 LED  透镜规格分类
1.穿透式(凸透镜,单凸透镜凸面的曲率半径用下面的公式计算： 1/r1-1/r2=1/f(n1-1)其中 f-透镜焦距,r1,r2-
分别为透镜两表面的曲率半径。nl-透镜材料的折射率。当某表面为平面时,曲率半径为无穷大。)a.当 LED
光线经过透镜的一个曲面(双凸有个曲面)时光线会反生折射而聚光,而且当调整透镜与LED之间的距离时角
度也会变化(成反比),经过非球面技术设计的曲面光斑将会非常均匀,但因为透镜直径的局限性,透镜侧面的
光线得不到利用(漏光);b.一般应用在大角度(40-80 度)聚光,如台灯 ,路灯,室内灯具 等;
2.全反射式(锥型或叫杯型)a, 透镜的设计在正前方用穿透式聚光, 而锥形面又可以将侧光全部收集并反
射( 反射材质) 出去, 而这两种光线的重叠( 角度相同) 就可得到最完善的光线利用与漂亮的光斑效果;b.也可在
锥形透镜表面做些改变,可设计成镜面、磨砂面、珠面、条纹面、螺纹面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。
3,LED透镜模组 a.是将多个单颗透镜通过注塑完成一个整体的多头透镜,按不同需求可以设计成 3合1、
5 合 1 甚至几十颗合一的透镜模组;b.此设计有效节省生产成本,实现产品品质的一致性,节省灯具 机构空间,
更容易实现“大功率”等特点。
四 光损失斟酌
1.有泡壳、透镜的灯具其光通量实际要满足标准要求的光分布,还需考虑外壳、透镜的透过率、溢出光
损失等因素。而泡灯或作普通照明 用大功率需要用透镜将平行光束进行扩散处理,来满足标准的要求。为使
光学效果更加合理,设计中应将灯具外罩分割成矩形小单元,这样做的目的在于打碎光波的波面,使产品产生
均匀的外观效果。在每个小单元中,采用 椭球面,因为该面具有水平和垂直两个方向的弧度,从而可以在两个
方向上用不同的曲率半径达到不同的扩散效果。 其根本目的是克服传统技术的不足,合理利用光通量,实现均
匀、高效的光分布。
实际上泡灯类的外壳就是 PC 料(注塑完成),球形、梨形、筒形的泡壳都是非小单元、非平面的整壳,光
损失很大、光角度偏小。

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