光学设计是LED的手枪
文章来源:恒光电器
发布时间:2015-04-10
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试过被直射的阳光亮瞎眼睛吗？这就是最原始的“眩光”来源，但很多建筑会把阳光“驯服”，让它变得舒适可人，像因为光学设计举世闻名的金贝尔博物馆：
图：美术馆内部，悬挂在天花顶部“人”字型的反射器，把日光引进室内，均匀反射到两侧弧形的清水混凝土面上。
同样，如果LED的光源，没有经过光学设计的“驯服”，就会凶猛地外散，像这样发飙：
但如果经过了光学设计，驯服之后，光线就变得可以灵巧万分，各种为我们所用：
经过光学设计“驯服”之后，光能幻变出各种符合我们使用需求的形状和效果。
所以，如果说 LED 光是子弹，那光学设计就是你需要的那把枪——让 LED 指哪打哪，无所不能。
有时二次光学和多次光学最终决定灯和灯具的光学性能，LED 提供的是一个相对比较宽角度的光束（备注：一般封装芯片角度为115°或120°）需要通过控光达到特定应用的需求。比如定向射灯需要的是超窄角度光束，而路灯则需要的是覆盖一个宽区域也许是矩形的光斑照明效果。要了解更多的光学应用方案，请关注最近的光学发展趋势。事实上，光学透镜和反光杯是可以单独或者组合的一起应用到先进的光源和灯具设计的，此外光学器件的设计也是必须保持与 LED 芯片的发展与时俱进的，比如现在的 cob 芯片发光面（LES）越来越小，光效越来越高等，下面让我们回顾下光学公司最新发布的产品，尤其是 COB 的配套光学。
来自Fraen的组合嵌入式TIR透镜
由于灯具应用的需求，大尺寸发光面 LES 高功率的 COB 逐步面世上市以满足灯具应用的需求。但是正如我们一直以来的专题讨论中得到出结论一样，业界一直依赖应用并能提供精准的配光的全内透（TIR）技术，更适用于小发光面 LES 的 COB 芯片，比如室外区域照明和工矿灯照明应用。为了改变这种情况，Frean 转向研究组合 TIR 透镜，两个配对 TIR 透镜中间是有空袭非密封，这样做的目的主要是利用比反光杯更矮的高度，达到并保持良好的配光效果。
Ps译者tips：针对大尺寸发光面的 LED ，这种组合透镜将会一种发展方向之一。透镜可以比同角度的反光杯更矮并提供更更高的cd/lm,但是目前市面上的单个 TIR 全内透透镜在控光和光色效果是都有问题。（这就犹如传统照明年代大于250W金卤灯用电子镇流器并不比电感镇流器节能，更不比电感镇流器稳定一样的发展趋势）
来自Auer Lighting 的LED木星反光杯
在光源或者灯具设计的时候，特别是定向照明情况下，通常会需要使用到透镜和反光杯。通常情况下，两者是独立使用的，但是 Auer lighting 开发了混合透镜和反光杯的光学器件，比如说定向照明时匹配 cree 公司的9mm发光面芯片 CXA1512 芯片可以获得7.5度高达28000 cd（CBCP）。
来自Khatod 的Kristall COB 全内透TIR透镜
Khatod 也许是有着最广泛的与 COB 配套的透镜，其中包括 Kristall 系列 TIR 透镜，此款透镜与Philips Lumileds、CREE、CITIZEN、SEOUL、Osram、Bridgelux 等公司的 COB 芯片匹配。透镜主要使用材料有两种分别是 PMMA 和 PC，至于采用何种材料取决光学性能的需求和匹配的 LED 芯片。通常都是针对特定 LED 开展系列开发，有窄中宽光三个角度，窄角度是基准的 TIR 技术，中角度和宽角度会在此基础上加上二次漫反射扩散技术，LED灯管，光学透镜效率大概85%，设计满足 ZHAGA 标准规范。
Jenny 硅胶 COB 透镜—来自LEDiL
Jenny 系列透镜专门为中小尺寸 COB 设计，提供超级灵活的设计模式， led服装照明，透镜开发为1×8的阵列组合，可以掰断为单一模块使用也可以自由组合模块，阵列设计了灵活切槽，单一透镜尺寸35×35毫米，第一款产品为对称圆形配光，未来将有更多的角度增加到这个透镜家族。其实这款产品最主要是使用光硅材料制造，光学效率高达94％。自带密封防水防尘保护等级，压槽固定安装方便。
来自Carclo Optics中功率阵列透镜
从 COB 到小功率芯片，我们发现中功率芯片有越来越多的应用，3c认证，特别是在线性灯具。虽然相比大功率 LED，中功率 LED 输出光通量相对较少，不过性价比摆在那里，可以通过使用更多的 LED 数量满足灯具设计 Carclo 设计的这款中功率 LED 光学模组为84颗 TIR 设计，匹配5630（5.6×3.0毫米）标准 LED。一般来说中功率 LED 模组比较少针对户外应用，不过 Carclo 这一款模组是针对路灯和区域照明应用，通常来说，由于室内灯具需要的是整体照明宽光束，所以为了匹配 LED 芯片一般不会用单颗透镜去控制光型。
译者补充：LEDIL 也有一款针对于室内办公照明、工业照明和超市照明等应用的中功率 LED 透镜模组。
来自Fraen的F3S 路灯光学
路灯和其他户外区域照明应用需要的是利用光学提供一个宽广光束，把光传输到指定的区域边界而有必须尽量减少光溢出，商业照明，也就是需要减少光污染。
