LED透鏡光學設計揭秘

文章來源:恒光電器

發布時間:2016-04-22

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標準的透鏡最經典的就是圓錐形透鏡，這些透鏡很大一部分依賴于全內透反射所以稱之為TIR（Total Internal Reflection）透鏡。通常 TIR 透鏡是軸對稱設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，產業資訊，但是 TIR 透鏡相比而言具有更大的控制權，因為 TIR 透鏡的每條光線都經過控制利用，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)。

不同的光學性能使用不同的TIR透鏡，照明產品，而透鏡的尺寸和 LEDs 燈珠直接影響光學性能的，所以沒有明確先提條件而談角度、光強和效率都是不準確的， led室內照明，良好的光學設計必須跟 LEDs 燈珠的光分布完美的配合才能得到良好的光學效果。在專業的光學設計里不存在萬能的產品，有的是針對性配合光學和針對性的應用。

下面我們再 TIR 透鏡家族里面好好分析下每種不同的光學：

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)但也會導致缺失部分混光性能，這類透鏡很容易辨認，行業資訊，一般都是表面晶瑩通透透，部分還可能是中空。應用這一類透鏡的主要方向包括：投光燈、聚光燈、遠距離洗墻燈等。案例比如橋梁照明、高層樓宇照明、室內射燈等。

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。這里光學的應用也主要是投光，企業資訊，射燈等。兩者沒有誰好誰壞，都是為了滿足不同的光應用需求，國際資訊，魚和熊掌都是好東西，只是應用方向不同。

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計的透鏡稍低一點，質量，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、廣告燈箱照明等應用最為廣泛。橢圓的光分布是表現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。這類透鏡還有自帶偏轉角的版本，方便燈具不能調整的洗墻燈應用。

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。這些類型透鏡的標準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。這類透鏡的應用也是非常廣泛的等。

 

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