高效準直照明 中科院西安設計LED透鏡

2020-12-04 中國新聞網

　　【中關村在線LED頻道】近期，中科院西安光學精密機械研究所信息光子學研究室的科研人員設計出了用於實現LED高效準直照明的透鏡。該透鏡可以聚焦LED發出的80%的光，在距離光源200米處的地方形成半徑5米的光斑。

LED作為第四代照明光源，實現高效出光、準直照明是關鍵。國際光電領域權威雜誌認為，研究者採用簡單、快速的方法，設計出兩種非成像LED準直透鏡，這與現有LED光學設計通常採用的複雜迭代軟體設計方法完全不同。

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    即使是較好的菲涅爾透鏡，也是通常將普通透鏡分為小段後，近似為折線，並經過不同距離的簡單平移而形成，這些設計方法上的缺陷造成了菲涅爾透鏡的低質量。　　LED體積很小，但市場上銷售的LED用杯狀透鏡大都厚度在10mm以上，這成為LED在某些場合應用的致命問題，雖然可以用菲涅爾透鏡來減薄透鏡的厚度和減少光吸收，但如何進行精確的光學設計卻很少見到文獻報導。
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  • LED光源的透鏡設計方法 - OFweek半導體照明網
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  • 專題詳解LED用透鏡相關知識點
    ，如檯燈、吧燈等室內照明燈具；　　2、折反射式（錐型或杯型）　　a、透鏡的設計在正前方用穿透式聚光，而錐形面又可以將側光全部收集並反射出去，而這兩種光線的重疊（角度相同）就可得到最完善的光線利用與漂亮的光斑效果；　　b、也可在錐形透鏡表面做些改變，可設計成鏡面、磨砂面、珠面、條紋面、螺紋面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。
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    然後，當燈具垂直照亮牆壁時，從燈具到牆壁繪製直線，這照亮了燈具的照明角度。如果線與照射器的最大傾斜角成45°角，則形成具有壁光斑半徑的等腰直角三角形，等腰是光斑的半徑和照明器與牆壁之間的距離。因此，對於90°透鏡，光斑的半徑等於燈具和牆壁之間的距離。如果使用120°鏡頭，光斑的半徑等於燈和牆壁之間距離的1.732倍。
  • LED透鏡(Lens)基礎知識
    當LED 光線經過透鏡的一個曲面(雙凸有個曲面)時光線會發生折射而聚光，而且當調整透鏡與LED 之間的距離時角度也會變化(角度與距離成反比)，經過光學設計的透鏡光斑將會非常均勻，但由於透鏡直徑和透鏡模式的限制，LED 的光利用率不高及光斑邊緣有比較明顯的黃邊;b.一般應用在大角度(50°以上)的聚光，如檯燈、吧燈等室內照明燈具;2.
  • 高準直高效能LED警示燈
    1.1LED光源的燈罩　　首先我們利用實驗室學長設計出的一個準直LED燈如圖1所示，其結果可如圖2所示發散角度在-3～3度之間，其均勻性可達83.6%如圖3所示　　我們利用這反射鏡面將光線反射到四面八方因為目標垂直發射角度：0～6°，而準直LED燈發散角度在-3～3度，故反射光線需要旋轉3度，則鏡面只需旋轉1.5度，所以反射鏡面與水平的角度為45+1.5=46.5度，其設計如圖4。