矩形光场LED一次透镜光学设计.doc

矩形光场LED一次透镜光学设计 二、LED透镜的应用分类 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；目前只在特殊情况下才选择玻璃。但随着玻璃模造工艺的推广与普及，二次透镜将会迎来一次材料性的革命，光学玻璃将替代光学级的PMMA或者PC。 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2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（产生黄边的原因暂不赘述）； 　　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．透镜模块 　　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块；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，实现产品质量的一致性，节省灯具机构空间，更容易实现“大功率”等特点。 近朗伯光型LED透镜的光学设计 夏勋力 余彬海 麦镇强 佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000 摘　　要:根据朗伯光源的特点，定义近朗伯光源函数，设计LED透镜的光学模型，求得LED的截面曲线方程，运用龙格一库塔法求解方程并在MATLAB中使用多项式拟合获得相关数据及修正后的数据，通过Tracepro仿真得到希望的LED近朗伯光源封装模型数据及仿真效果．提出一种LED近朗伯光源光学模型封装的简化设计方法． 页　　数:共5页 页码范围:22-25页,37页 关 键 词:LED 朗伯光源 近朗伯光源 光束角 新一代光学设计仿真软件FRED Optimum ?? 问题: 设计光学元件，用于通过Luxeon? III Lambertian LED 光源在目标区域提供所需要的均匀性和高透过率分布. ?? 解决: 利用FRED Optimum的混合优化定义两个优化函数，包含多个变量（在这里例子中为10个）来创建两个不同的光学元件，第一个为高透过率而第二个为高透过率并且均匀.? ? ? ?? 谁应该用我们的FRED Optimum版本呢？任何人在他们的光学工程工作中都需要优化。这包括照明工程师，需要优化拥有10万条光线的LED系统、导光管的耦合效率，背光系统：并且光学设计师需要进行非序列性优化，特别在他们系统模型中还需要形状不常见的光学元件时。 改善红光LED提取效率的创新技术 转载 发布时间：2009年07月20日 对目前的红光LED来说，拥有更好的提取效率已经不是不可能的事了，这是由于拥有特殊设计的穿透和反射层的原因，该产品已于晶元光电的两条产品在线开发完成。　目前许多以 AlGaInP 为基材的 LED 大部分被用来提供作为交通信号和汽车刹车灯的红色光源。然而，此类型的器件如果每单位流明成本更低廉的话，将可以更成功的应用于商品化的产品。例如投影机、液晶电视的背光源以及色温调变装置等。　降低每单位流明成本的方法可以使用新技术提高 LDE 的效率，例如改善成长的条件或器件制程的方式，将此器件的内部量子效率提高至理论极限，如此便能提高 LED 器件的发光提取效率。　目前已经有许多的技术朝向此目标进行开发研究，但是没有一个是合适的。加入分布式布拉格反射器 (distributed Bragg reflector,