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LED水晶燈光源透鏡設計--導熱矽膠

發布時間:2017-01-06 16:42:22來源:浏覽次數: 1079

目前,水晶燈光源以白熾燈或鹵素燈泡為主,其具有發光角度大的優點,但水晶燈通常需要10-20個光源,甚至更多,耗電量大。水晶燈光源隻有實現較大的發光角度,才能将周邊的水晶打亮,呈現出晶瑩剔透的光學效果,達到裝飾作用。在實際使用中,發光角度在250°左右的光源基本可滿足要求。


  由于LED具有光效高、損耗低等優勢,各廠家陸續推出LED光源水晶燈,但LED光強呈朗伯分布,出光角度110°-130°,要實現超過250°左右的出光角度,必須進行二次光學設計。目前,絕大部分LED水晶燈發光角度隻有60°-160°。通過使用二次光學透鏡,配合常用LED,可實現250°左右的出光角度,設計原理如下:


  透鏡頂部設計為一内凹面自由曲面反射面,外輪廓側面是一弧線出射面,底部為錐圓台腔體入射面。光線自LED光源發出,從透鏡底部内錐圓台腔體入射,一部分光線入射到透鏡頂部的内凹自由曲面處,其少數光線直接折射出射,大部分光線反射到外輪廓側面折射出射,另一部分光線直接由外輪廓側面折射出射。


  内錐圓台腔體頂部入射面為凸弧面,其可将從該入射面入射的光線發散;側壁入射面為從下至上逐漸内縮具有一定斜度的旋轉面,其可将從該入射面入射的光線發散。


  透鏡頂部内凹自由曲面反射面,采用snell定律推算形成,從透鏡底部入射的光線在自由曲面處發生全反射,将小角度光線反射到透鏡側面出射,增大透鏡出光角度,與鏡面反射相比可以有效避免鏡面反射損耗。外輪廓側面從下至上逐漸向内縮,其可增大側面出射光線出射角。


  透鏡底部采用螺牙設計,能緊密地與散熱體連接,裝配簡單合理。同時,透鏡在與散熱體旋緊後,能利用透鏡螺牙下端面的平面壓住PCB闆,減小PCB闆與散熱體、導熱矽膠間的空隙,免除了PCB闆與散熱體的固定問題,在達到光學要求的同時,對燈具的連接和散熱做到合理設計。


  采用自由曲面原理設計一款水晶燈光源透鏡,能夠使LED替代白熾燈、鹵素燈等傳統光源應用于水晶燈,LED單燈性能穩定,系統壽命和可靠性更高。