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1、LED 透镜专业解释 前言：LED透镜即与LED联系在一起的密切相关的透镜，其他如照相机、 望远镜等透镜不属于本文讲解范围，本文着重讲解 PMMA 材料之二次聚 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（可以过回流焊），因此常用于直接封装在 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 （化学名：聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：亚克力、有机玻 璃）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70C（热变形温度90C）；3 PC 透镜a.
2、 光学级Polycarbonate （简称PC,化学名：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（130C 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。缺点是易碎、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,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，另外芯片还会有 一些杂散光线，通过一次透镜可以有效收集 chip 的
3、所有光线并可得到如 160、140、120、90，甚至 60等所需要的出光角度；c. 一次透镜多用 PMMA 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，但它们在应用时却密不可分；b二次透镜的功能是将LED的大角度光（一般为90120）再次聚光 成5。80。任意想要得到的角度，同时因为聚光角的缩小，从而使照度得到 明显提高；c 二次透镜的材料基本采用 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（双凸有两个曲面）时光线会反生折 射而达到聚光效果，当调整透镜与 LED 之间的距离时角度也会发生变化成反比），经
4、过非球面技术设计的曲面光斑将会非常均匀，但因为透镜 直径的局限性，透镜侧面的一部份光线得不到利用（会出现不可避免漏光 现象，目前的光学技术还无法对此问题提出可行性改善方案）；b. 般应用在大角度（40。-80。）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（角度基本相同）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、凸面或凹面等而得到不同光斑效果。3， LED 透镜模组（多头透镜）a. 是将多个单颗透镜通过
5、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， 更容易体现“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、Osram、艾笛森、长森源等），其芯片结构与圭寸 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（如 Trace pro、CodeV、Zemax
6、等）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；3LED 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O.lym、镜片偏心度要达到3ym以內。 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（例如： PRECITECH NANOFORM 350）、 CNC 综合加工机、平面磨床、铣床、 CNC 放电加工机、表面轮廓仪等。4模具最精密的部件在于光学模仁，首先选用专用模仁钢材，完成初胚， 镀镍后再用超精密加工机进行非球面技术加工曲面。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
7、档光学级PMMA。目前为日本三菱PMMA材料为最好（三 菱新开发的VH5比常用的VHOO1质量更高），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、戴手指套、戴口罩等，做好防静电、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，以降低产品缩水率。 另外，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；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。
