產品 求購 供應 文章 問題

0431-81702023
光學工程
大功率led透鏡的種類、應用、設計、加工

      大功率led透鏡/反光杯主要用于大功率led冷光源系列產品的聚光,導光等。大功率led透鏡根據不同led出射光的角度設計配光曲線,通過增加光學反射,減少光損,提高光效(而設定的非球面光學透鏡)。下面著重講解pmma材料的二次聚光大功率led透鏡。
一、led透鏡的材料種類
1.硅膠透鏡;
a.因為硅膠耐溫高(也可以過回流焊),因此常用直接封裝在led芯片上;
b.一般硅膠透鏡體積較小,直徑3-10mm;
2.pmma透鏡
a.光學級pmma(聚甲 基丙烯酸甲酯,俗稱:亞克力)
b.塑膠類材料,優點:生產效率高(可以通過注塑完成);透光率高(3mm厚度時穿透率93%左右);缺點:耐溫70%(熱變形溫度90度);
3pc透鏡
a.光學級尼龍料polycarbonate(簡稱pc)聚碳酸酯
b.塑膠類材料,優點:生產效率高(可以通過注塑完成);耐溫高(130度以上);缺點:透光率稍底(87%);
4.玻璃透鏡
光學玻璃材料,具有透光率高(97%)耐溫高等特點,缺點:易碎、非球面精度不易實現、生產效率低、成本高等。
二、led透鏡的應用分類
1.一次透鏡
a.一次透鏡是直接封裝(或粘合)在led芯片支架上,與led成為一個整體;
b.led芯片(chip)按理論發光是360度,但實際上芯片在放置于led支架上得以固定及封裝,所以芯片最大發光角度是180度,另外芯片還會有一些雜散光線,這樣通過一次透鏡就可以有效收集chip的所有光線并可得到如160度、140度、120度、90度甚至60度(不同需要)的出光角度;
c.一次透鏡多用pmma或硅膠材料。
2.二次透鏡
a.二次透鏡與led是兩個獨立的物體,但它們在應用時確密不可分;
b.二次透鏡的功能是將led的大角度光(一般為90-120度)再次聚光成5度至80度任意想要得到的角度;
c.二次透鏡材料大都用pmma或玻璃。

三、led透鏡規格分類
1.穿透式(凸透鏡)
a.當led光線經過透鏡的一個曲面(雙凸有個曲面)時光線會反生折射而聚光,而且當調整透鏡與led之間的距離時角度也會變化(成反比),經過非球面技術設計的曲面光斑將會非常均勻,但因為透鏡直徑的局限性,透鏡側面的光線得不到利用(漏光);
b.一般應用在大角度(40-80度)聚光,如臺燈,路燈,室內燈具等;
2.全反射式(錐型或叫杯型)
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并反射出去,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。
3.led透鏡模組
a.是將多個單顆透鏡通過注塑完成一個整體的多頭透鏡,按不同需求可以設計成3合1、5合1甚至幾十顆合一的透鏡模組;
b.此設計有效節省生產成本,實現產品品質的一致性,節省燈具機構空間,更容易實現“大功率”等特點。
四、 led透鏡的設計與模具加工
1.首先取決于光源(大功率led),不同品牌的大功率led(例如cree、lumileds、首爾、歐司朗、艾笛森、長森源等),其芯片結構與封裝方式、光線特性等均會有所區別,從而造成同樣的透鏡搭配不同規格品牌led時會所差異;所以要求有針對性開發(以主流品牌為導向),才能達成實際需要;
2.利用光學設計軟件(如trace pro、codev、zemax等)設計并進行模擬光學跑光,設計得到相應的光學非球面曲面;
3.led透鏡本身屬于精密光學配件,故其對模具的精度要求極高,特別是透鏡光學曲面的加工精度要達到 0.1μm、鏡片偏心度要達到3μm 以內。一般對此類高精度模具的加工必須具有以下設備:超精密加工機(例如:precitech  nanoform 350)、cnc 綜合加工機、平面磨床、銑床、cnc 放電加工機、表面輪廓儀等。
4.模具最精密的部件在于光學模仁,首先選用專用模仁鋼材,完成初胚,鍍鎳后再用超精密加工機進行非球面技術加工曲面。
五、led透鏡的用料及生產
1.led透鏡作為光學級的產品,對透光性、縮水性要求極高。原材料一般采用高檔光學級pmma。目前為日本三菱pmma材料為最好(現在的vh5與vh001質量更高),同樣是三菱的南通料就會稍遜一些;
2.必須配備萬級甚至更高級別的無塵車間,作業人員必須著防靜電服裝,以及戴手指套、戴口罩等防靜電防塵措施,并且定期對車間做檢驗與清理;
3.須有專業的光學注塑機(電動)如法拉克,東洋,海天,佳明等品牌功率在35t以上,并嚴格控制注塑溫度、時間,降低產品縮水率,絕不能添加水口料重復利用,才能保證產品更符合設計方案;
4.產品必須用防靜電防塵pvc包裝,并且須完全密封包裝,存放必須注意控制溫度與濕度,并且最好不要存放超過一年以上。

 


版權信息:長春市金龍光電科技有限責任公司 | 聯系電話:0431-81702023 | 網站備案號:吉ICP備07002350號-1 | EMAIL:[email protected]
35选7中奖号码