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如何把LED透鏡的光學(xué)效率提高到99%?

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關(guān)鍵詞:LED透鏡,LED照明,光學(xué)設(shè)計(jì)

      功率型LED用于照明領(lǐng)域越來(lái)越成熟,為達(dá)到良好配光效果而采用了二次光學(xué)透鏡,為滿(mǎn)足不同效果而設(shè)計(jì)的各種性質(zhì)的透鏡,其使用材料大多為光學(xué)級(jí)亞克力(PMMA),其透光率約為92%。

      您可能要說(shuō)了,是啊,材料透光率已經(jīng)92%了,你憑什么說(shuō)能做到99%呢?

      客官莫急,聽(tīng)我道來(lái):

      引起光損失的主要有以下兩方面原因:

      1、透射界面的反射損失

      2、光學(xué)材料本身的吸收損失

      界面反射導(dǎo)致的光損失往往被忽視,大家更多關(guān)心的是材料本身的吸收。

      其實(shí),對(duì)于透射率較高、體量較小的透鏡而言,界面反射造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)比材料本身吸收的損失要更大。

      什么是界面反射損失?

      光線(xiàn)經(jīng)過(guò)折射率有差異的的界面,均要發(fā)生界面反射,有必然的反射損失。

      反射光通量與入射光通量之比稱(chēng)為反射系數(shù)(反射率)

      所以,普通透鏡在使用時(shí),光線(xiàn)是這樣損失的:

      假設(shè)芯片發(fā)的光是104,

      通過(guò)一次透鏡(封裝)出來(lái),經(jīng)過(guò)一次界面損耗4%,剩下100;

      進(jìn)入二次透鏡時(shí),又經(jīng)過(guò)一次界面損耗4%,剩下96;

      從二次透鏡出來(lái),又是一次界面損耗4%,最終剩下92。

    圖:普通透鏡的光損失情況

      如果把一、二次透鏡之間的空隙填滿(mǎn)呢?

      減少兩次界面損耗,聽(tīng)上去是個(gè)好主意!

      這樣,填膠透鏡在使用時(shí),光線(xiàn)是這樣損失的:

      芯片發(fā)的光還是104,

      通過(guò)一次透鏡出來(lái),沒(méi)有界面,沒(méi)有損耗,剩下104;

      進(jìn)入二次透鏡時(shí),沒(méi)有界面,沒(méi)有損耗,剩下104;

      從二次透鏡出來(lái),這次有界面損耗了,4%,最終剩下100!

    圖:填滿(mǎn)一次、二次透鏡間隙的光損失情況

      100%-92%=8%,光效提升8%

      這個(gè)“填滿(mǎn)”的方法,就是“自適應(yīng)膠體”技術(shù)

      自適應(yīng)膠體技術(shù)透鏡優(yōu)點(diǎn):

      1、透鏡透光率超過(guò)99%,有些光源還能超過(guò)100%;

      2、與普通的路燈透鏡對(duì)比,效率提升8~10%;

      透鏡和膠體是這個(gè)樣子的:

    圖:填膠透鏡

    圖:自動(dòng)填滿(mǎn)間隙的膠體

      不能只是吹理論,咱實(shí)際測(cè)一下:

      1、在燈具不安裝透鏡的情況下,進(jìn)積分球測(cè)試,得出結(jié)果如下:

      由測(cè)試報(bào)告得:裸光源光通量618.2lm色溫3672K。

      2、安裝帶填充膠體透鏡,再次測(cè)試:

      測(cè)試結(jié)果顯示:帶透鏡后光通量:615.8lm色溫:3729K。

      由以上測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn):

      1、透鏡的透過(guò)率為:615.8/618.2=99.61%

      2、透鏡的色溫漂移為:57K,1.5% 

    (審核編輯: 滄海一土)

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