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LED透镜设计资料 led 透镜 前言：LED 透镜即与 LED 紧密联系在一起的有助于提升 LED 的出光效率、改变 LED 的光 场分布的光学系统。其他类型的透镜如：用于照相机、望远镜等的透镜不属于本文讲解范围， 本文着重讲解用于大功率 LED 的二次聚光透镜。 一、LED 透镜的材料种类 1． 硅胶透镜 a. 因为硅胶耐温高（也可以过回流焊），因此常用直接封装在 LED 芯片上。 b. 一般硅胶透镜体积较小，直径 3-10mm 。 2 ．PMMA 透镜 a. 光学级 PMMA （聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：亚克力）。 b .塑胶类材料，优点：生产效率高（可以通过注塑、挤塑完成）；透光率高（3mm 厚 度时穿透率 93%左右）；缺点：温度不能超过 80° （热变形温度92 度）。 3．PC 透镜 a. 光学级料 Polycarbonate （简称PC）聚碳酸酯。 b. 塑胶类材料，优点：生产效率高（可以通过注塑、挤塑完成）；透光率稍低（3mm 厚度时穿透率 89%左右）；缺点：温度不能超过 110° （热变形温度135 度）。 4 ．玻璃透镜 光学玻璃材料，优点：具有透光率高（97% ）、耐温高等特点；缺点：体积大质量重、 形状单一、易碎、批量生产不易实现、生产效率低、成本高等。不过目前此类生产设备的价 格高昂，短期内很难普及。此外玻璃较 PMMA、PC 料易碎的缺点，还需要更多的研究与探 索，以现在可以实现的改良工艺来说，只能通过镀膜或钢化处理来提升玻璃的不易碎特性， 虽然经过这些处理，玻璃透镜的透光率会有所降低，但依然会远远大于普通光学塑料透镜的 透光效果。所以玻璃透镜的前景将更为广阔。 二、LED 透镜的应用分类 1 LED透镜设计资料 1．一次透镜 a. 一次透镜是直接封装（或粘合）在 LED 芯片支架上，与 LED 成为一个整体。 b. LED 芯片（chip ）理论上发光是360 度，但实际上芯片在放置于 LED 支架上得以固 定及封装，所以芯片最大发光角度是 180 度（大于 180°范围也有少量余光），另外芯片还会 有一些杂散光线，这样通过一次透镜就可以有效汇聚 chip 的所有光线并可得到如 180°、 160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度，但是不同的出光角度 LED 的出光效率有 一定的差别（一般的规律是：角度越大效率越高）。 c. 一次透镜一般用 PMMA、PC、光学玻璃、硅胶等材料。 2 ．二次透镜 a. 二次透镜与 LED 是两个独立的物体，但它们在应用时确密不可分。 b. 二次透镜的功能是将 LED 光源的发光角度再次汇聚光成 5°至 160°之间的任意想要 的角度，光场的分布主要可分为：圆形、椭圆形、矩形。 c. 二次透镜材料一般用光学级 PMMA 或者 PC；在特殊情况下可选择玻璃。 三、LED 透镜规格分类 1． 穿透式（凸透镜） a. 当 LED 光线经过透镜的一个曲面（双凸有个曲面）时光线会发生折射而聚光，而且 当调整透镜与 LED 之间的距离时角度也会变化（角度与距离成反比），经过光学设计的透镜 光斑将会非常均匀，但由于透镜直径和透镜模式的限制，LED 的光利用率不高及光斑边缘 有比较明显的黄边； b．一般应用在大角度（50° 以上）的聚光，如台灯、吧灯等室内照明灯具； 2 ． 折反射式（锥型或杯型） a.透镜的设计在正前方用穿透式聚光，而锥形面又可以将侧光全部收集并反射出去，而 这两种光线的重叠（角度相同）就可得到最完善的光线利用与漂亮的光斑效果； b.也可在锥形透镜表面做些改变，可设计成镜面、磨砂面、珠面、条纹面、螺纹面、凸 或凹面等而得到不同光斑效果。 3．透镜模组 a. 是将多个单颗透镜通过注塑完成一个整体的多头透镜，按不同需求可以设计成 3 合 1、5 合 1 甚至几十颗合一的透镜模组；也可以把两个单独的透镜通过支架组合在一起。 b. 此设计有效节省生产成本，实现产品品质的一