LED光学透镜起反射作用还是折射作用。
与传统光源相比,LED光源有许多优点,这已成为人们的常识。然而,LED芯片尺寸小,结构紧凑,其发光面积相对较小。它是一个角度为180度的朗伯光源,其光强分布与发光角度的余弦成正比,即LED光源发出的光在被照面上形成的照度随着出射角的增大而迅速降低。显然,这样的光源特性难以满足室外照明应用的实际需求。因此,在LED户外照明的应用中,我们必须根据不同的应用和需求,根据LED光源的特点进行二次光学设计,以塑造和改变LED芯片发出的光,尤其是光强分布。这样的二次光学设计过程实际上属于非成像光学设计的范畴。
非成像光学设计产生于20世纪30年代。起初只是为了提高某些光学产品的性能而进行的实际尝试。直到20世纪70年代,非成像光学设计理论才逐渐形成体系。相对于成像光学系统的设计关心光源的信息传递,非成像光学系统的设计关心光源能量的利用和光分布的控制。非成像光学系统由于其结构简单、能量利用率高,在LED照明系统的设计中引起了广泛的关注,成为研究的热点,特别是对于LED照明系统来说,如何在被照表面实现所需的光分布。非成像光学设计可以起到关键和决定性的作用。
在LED照明系统的非成像光学设计中,基本光学元件主要包括透镜、非球面镜和折射板。透镜可以使点光源发出的光会聚或发散,从而改变光束的角度,从而达到改变被照表面的照明面积和照度值的目的。非球面镜的形状通常是二次回转面,其工作原理与透镜和反射镜完全不同。透镜采用折射原理,而反射镜采用反射或全反射原理,它们的孔径角一般在40度以下,而非球面镜的孔径角可以达到130度以上。也就是说它的集光能力可以大大增强。至于折射板的主要作用,就是改变光的出射方向或者特定方向的光束角度。其实就是人们熟悉的LED光源系统的外围塑料面板。这种塑料面板按结构分类,主要有齿形折射板、梯形折射板、圆柱形折射板。齿状折射板的每个齿相当于一面楔形的镜子,其表面折射可以使光线发生偏转,但不会改变光束的角度,主要起到改变光束出射方向的作用。梯形折射板相当于平板玻璃和楔形镜的组合,可以将一束光分成三个方向,三个方向光束的光强比由其所在平面和斜面的面积比控制。柱面折射板又叫复眼透镜,由一系列柱面组成,每个柱面相当于一个透镜。在圆柱母线方向,光线保持原来的入射方向,而在圆柱非母线方向,透镜使各个方向会聚或发散,从而达到扩大光束角度的目的。
总之,为科学界和工业界普遍看好的大功率白光LED光源设计非成像光学封装系统,是LED光源真正进入照明市场,取代传统光源的技术瓶颈。这一研究方向是目前国际上推动LED光源在照明领域应用的热点。从某种意义上说,这也是中国打破国外LED照明技术领域专利封锁的一个很好的起点,也是我们从事LED技术人员下游,从下游利用非成像光学封装系统推动中国LED照明领域中上游产业发展的一个很好的机会。...