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如何把LED透镜的光学效率提高到99%?

发布时间:2017-03-25作者:沧海一土

  功率型LED用于照明领域越来越成熟,为达到良好配光效果而采用了二次光学透镜,为满足不同效果而设计的各种性质的透镜,其使用材料大多为光学级亚克力(PMMA),其透光率约为92%。

  您可能要说了,是啊,材料透光率已经92%了,你凭什么说能做到99%呢?

  客官莫急,听我道来:

  引起光损失的主要有以下两方面原因:

  1、透射界面的反射损失

  2、光学材料本身的吸收损失

  界面反射导致的光损失往往被忽视,大家更多关心的是材料本身的吸收。

  其实,对于透射率较高、体量较小的透镜而言,界面反射造成的损失远远比材料本身吸收的损失要更大。

  什么是界面反射损失?

  光线经过折射率有差异的的界面,均要发生界面反射,有必然的反射损失。

  反射光通量与入射光通量之比称为反射系数(反射率)

  所以,普通透镜在使用时,光线是这样损失的:

  假设芯片发的光是104,

  通过一次透镜(封装)出来,经过一次界面损耗4%,剩下100;

  进入二次透镜时,又经过一次界面损耗4%,剩下96;

  从二次透镜出来,又是一次界面损耗4%,最终剩下92。

图:普通透镜的光损失情况

  如果把一、二次透镜之间的空隙填满呢?

  减少两次界面损耗,听上去是个好主意!

  这样,填胶透镜在使用时,光线是这样损失的:

  芯片发的光还是104,

  通过一次透镜出来,没有界面,没有损耗,剩下104;

  进入二次透镜时,没有界面,没有损耗,剩下104;

  从二次透镜出来,这次有界面损耗了,4%,最终剩下100!

图:填满一次、二次透镜间隙的光损失情况

  100%-92%=8%,光效提升8%

  这个“填满”的方法,就是“自适应胶体”技术

  自适应胶体技术透镜优点:

  1、透镜透光率超过99%,有些光源还能超过100%;

  2、与普通的路灯透镜对比,效率提升8~10%;

  透镜和胶体是这个样子的:

图:填胶透镜

图:自动填满间隙的胶体

  不能只是吹理论,咱实际测一下:

  1、在灯具不安装透镜的情况下,进积分球测试,得出结果如下:

  由测试报告得:裸光源光通量618.2lm色温3672K。

  2、安装带填充胶体透镜,再次测试:

  测试结果显示:带透镜后光通量:615.8lm色温:3729K。

  由以上测试结果发现:

  1、透镜的透过率为:615.8/618.2=99.61%

  2、透镜的色温漂移为:57K,1.5% 

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