大功率LED透镜
前言:LED透镜即与LED联系在一起的密切相关的透镜，本文着重讲解PMMA
材料
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的二次聚光大功率LED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(可以通过注塑完成);透光率高(3mm厚度时穿透率93%左右);缺点:耐温70%(热变形温度90度);
3( PC透镜
a. 光学级尼龙料Polycarbonate(简称PC)聚碳酸酯
b. 塑胶类材料，优点:生产效率高(可以通过注塑完成);耐温高(130度以上);缺点:透光率稍底(87%);
4( 玻璃透镜
光学玻璃材料，具有透光率高(97%)耐温高等特点，缺点:易碎、非球面精度不易实现、生产效率低、成本高等。
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)按理论发光是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，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收集chip的所有光线并可得到如160度、140度、120度、90度甚至60度(不同需要)的出光角度;
c. 一次透镜多用PMMA、PC或硅胶材料。
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的大角度光(一般为90-120度)再次聚光成5度至80度任意想要得到的角度,或将芯片的180?的发光束修正成所需光束形式。
c 二次透镜材料大都用PMMA、PC或玻璃。
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)时光线会反生折射而聚光，而且当调整透镜与LED之间的距离时角度也会变化(成反比)，经过非球面技术
设计
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的曲面光斑将会非常均匀，但因为透镜直径的局限性，透镜侧面的光线得不到利用(漏光); b(一般应用在大角度(40-80度)聚光，如台灯，路灯，室内灯具等; 2( 全反射式(锥型或叫杯型)
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
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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，LED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;
b. 此设计有效节省生产成本，实现产品品质的一致性，节省灯具机构空间，更容易实现“大功率”等特点。
四，LED透镜的设计与模具加工
1( 首先取决于光源(大功率LED)，不同品牌的大功率LED(例如CREE、lumileds、汉半、欧司朗、艾笛森、长森源等)，其芯片结构与封装方式、光线特性等均会有所区别，从而造成同样的透镜搭配不同规格品牌LED时会所差异;所以要求有针对性开发(以主流品牌为导向)，才能达成实际需要;
2( 利用光学设计软件设计并进行模拟光学跑光，设计得到相应的光学非球面曲面; 3(LED透镜本身属于精密光学配件，故其对模具的精度要求极高，特别是透镜光学曲面的加工精度要达到 0.1μm、镜片偏心度要达到3μm 以内。一般对此类高精度模具的加工必须具有以下设备:超精密加工机、CNC 综合加工机、平面磨床、铣床、CNC 放电加工机、表面轮廓仪等。
五，LED透镜的用料及生产
1( LED透镜作为光学级的产品，对透光性、缩水性要求极高。原材料一般采用高档光学级PMMA。目前为日本三菱PMMA材料为最好，同样是三菱的南通料就会稍逊一些; 2( 必须配备万级甚至更高级别的无尘车间，作业人员必须着防静电服装，以及戴手指套、戴口罩等防静电防尘措施，并且定期对车间做检验与清理;
3( 须有专业的光学注塑机(电动)如法拉克，东洋，海天，佳明等品牌功率在35T以上，并严格控制注塑温度、时间，降低产品缩水率，绝不能添加水口料重复利用，才能保证产品更符合设计
方案
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4( 产品必须用防静电防尘PVC包装，并且须完全密封包装，存放必须注意控制温度与湿度，并且最好不要存放超过一年以上。
从以上LED透镜的设计与生产过程来看，看似简单的LED透镜，从设计到成品，其对软件、硬件的要求都非常高，这也造成了市场上LED透镜的价格差异很大。从LED照明普及的美好前景来看，透镜做为LED照明灯具的配套产品，市场前景也将越来越好。
产品创意部
2009.07.28
浙公网安备 33021202002483