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LED二次光学设计的基本作用方式有哪几种? 主要的LED灯具光学形式

时间:2022-04-22 18:25:20 来源:网编 浏览:791

【摘要】LED二次光学设计的基本作用方式有哪几种? 主要的LED灯具光学形式二次光学设计是相对于一次光学设计而言的。LED照明的一次光学设计以封装材料的形状人手,设法提高 LED 的出光效率。LED的封装树脂透镜和内部的反射器等构成一次光学系统。LED 的一次光学设计主要分为折射式、反射式和折反射式 3 种方式。折射式LED照明芯片发射的光线在壳体表面折射的情况如图5-1......

LED二次光学设计的基本作用方式有哪几种? 主要的LED灯具光学形式

二次光学设计是针对一次光学设计进行的。LED照明的一次光学设计由于包装材料的形状而花费人手,能够提高LED的出光效率。LED的封装树脂透镜或内部的反射器等构成一次光学系统。LED的主光学设计主要分为折射式、反射式、折射反射式三种方式。

图5~12示出了折射式LED照明芯片发射的光线在外壳表面折射的情况。在这种光线传播方式中,从密封材料的侧面来看,70%为?80%的光线泄漏,因为集中在聚光面的立体角有限,所以聚光效率低。

反射式LED封装结构分为后向反射和前向反射两种,收容在聚光面中的立体角大,聚光效率高。

折射反射式LED通过在正向反射式中加入一个折射面来实现聚光作用,提高聚光效率。

二次光学设计是用于提高照明设备的有效光利用率的设计。以往的光源照明器具的光利用率低。这是因为以往的光源向四方发光,一部分光被光源自身遮挡,以往的光源的发光点大,光学设计不容易,照明器具的效率不高。另一方面,LED光源近似于点光源,具有方向性,巧妙地利用LED这两个特性是照明设备的光学设计的关键。LED通过阵列设计和二次光学设计,LED照明照明设备可以达到相对理想的配光曲线。

LED照明灯具的二次光学设计主要分为散射、聚光和混合型等几种方式。

在聚光型LED中,需要实现大面积照明和显示的情况下,需要通过追加散射板来实现。散射板的原理与柱状折光板和梯形折光板相同。采用柱形折光板,主要向一个方向扩展光束角,能够使照明均匀,适合于信号灯。使用梯形折光板,光束角也向一个方向扩展,但其光强度分布与柱状折光板不同。图中的两个散射板都是一维散射,如果需要在两个方向上散射,则需要使用两个方向上的散射板或复合到一个板上。

会聚型LED二次光学设计通过施加透镜或透镜阵列透镜来提高会聚能力和光强度。

二次光学设计LED是提高照明器具的有效光利用率的必要手段,具体的实现方法除了LED+折光板+LED+LED+透镜之外,还有LED+反射杯和LED+反射杯+透镜以及以投影方式区分的单一LED模块投影或多个LED模块区域投影等。

LED在二次光学设计中,为了提高照明设备的效率,必须选择透光率高的透镜。透光率是LED透镜的重要技术参数,是指到达目标面光通量与LED光源放出光通量的比。

LED照明)当发出的光通过镜头时,有LED正上方的透镜表面反射的光、被透镜吸收的光、以及在透镜侧面折射的光这三种损失,图5?表示于17。现在**制造商制造的镜头的透光率仅为89%,即LED所产生的全部光通量镜头的损失超过了10%。LED为了保证照明设备具有更好的光学特性,除了要求镜头的透光率高之外,还必须注意镜头的照度均匀性、工作温度范围、抗紫外线、黄化率等因素。

LED因为接近理论上的“点光源”,所以在设计光学系统时,容易正确定位发光点,解决光源的隐藏性和最终照明设备的多样化问题。LED靠近点光源的照明设备的配光创造了包括有效的LED照明设备和特殊的配光应用的大空间。LED照明光源的特征为二次光学设计和照明设备设计提供了很大的灵活性。例如,在整体照明中,要求照明设备的亮度高,使用线性LED灯条,可以增加透射率高的灯盖来提高出光效率。导光板加入技术后,LED能够将点光源作为面光源,提高其均匀性,防止眩晕的发生。对于一些辅助照明和分级照明,需要恒定的聚光效果,并且可以选择若干聚光透镜来实现光学要求。

另外,道路照明、交通信号灯等照明器具的配光曲线需要满足特殊要求,此时LED需要特别考虑二次光学设计。

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