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大功率LED透镜工作原理(全反射杯形)
发布者: 发布时间:11/11/16
前言:
本文着重讲解采用PMMA或PC材料的大功率LED透镜(全反射杯形)的工作原理。
说明:
1. 全反射杯形LED透镜光路工作原理如下图所示;
2. 透镜内部结构实际上是通过两部份来完成的:
2.1. LED正前方的光线是通过LED透镜内部的小曲面(A)以穿透的方式聚光,如上图中的蓝色光线;
2.2. 超出小曲面(A)直径外的侧光是通过透镜的反射面(B)来收集光线,以反射的方式聚光,如上图中的绿色光线;
3. 如何将透镜(A)蓝色光线与 (B)绿色光线 这两部份光线投射出去所形成的光斑应尽量重叠成一个光斑,是设计的重点;
4. 当(A)穿透面所外移时,这部份(蓝色)光线的聚光角度会变小,这时LED前方一部份光线将会超出(A)的曲面而跑向(B)再进行反射,这时如果反射面(曲面及面积)不变,有一部份光线将又从超出反射面之外跑走投射出去,这部份光线通俗叫杂光或余光(如下图中红色部份);
5. (A)穿透面的曲面系数、与LED的距离将是对LED正前方的聚光角度产生变化;(B)反射面的曲面系数以及直径(面积)大小是对LED侧面光线的聚光角度以及光线的利用率产生影响;所以说(A)与(B)是需要通过电脑模设计来完成的;
6. 当反射面直径扩大,相当于反射面面积增大,虽然可以提升透镜的反射效率,但此时LED透镜的体积也相应增大了,体积大所带来的影响:用料多,注塑时间长、缩水率增加、成本上升、中心厚度增加、光损增加等等;
7. 全反射杯形透镜(镜面)比较适合用在45度以下的聚光设计,当然也可以在杯形透镜的基础上改变透镜表面如:凹面、磨砂面、矩阵面、横纹面等等,由此可以得到不同效果的光斑如:漫射光斑、矩形光斑、椭圆形光斑等等。