標準(zhǔn)的(de)透(tòu)鏡(jìng)最經典的就是圓錐形透鏡,這些(xiē)透鏡很大一部分依賴於全內透反射所(suǒ)以稱之為TIR(Total Internal Reflection)透鏡。通(tōng)常 TIR 透鏡是軸對稱設計提供一個(gè)漂亮的圓形光斑,既可以組合成多顆 LED 成為陣列透鏡也(yě)可以單顆加支架以方便安裝和控光。
TIR透鏡 VS 反光杯(bēi)
其實兩者的基(jī)本工作原理都是相同的,但是 TIR 透鏡相比而言具(jù)有更大的控製權,因為 TIR 透鏡的每條光線都經過(guò)控(kòng)製利用,而反光杯的很大一部分光是不接觸反射麵不受控製的,這個在小角度光(guāng)學裏麵很容易看出來,反光杯的光型是沒有 TIR 透鏡出來(lái)的光型那麽銳利的(簡而言之也(yě)就是反光杯的(de)副光斑更大)。
透鏡的類型(xíng):
圖:從左到右: 1、真正聚光(-RS), 2、柔和聚光 (-SS), 3、擴散聚光 (-D), 4、中角(jiǎo)度(dù)(-M/-M2), 5、橢圓角度 (-O),6、大角度 (-W/-WW/-WWW)。
不(bú)同的光學性能使用不同(tóng)的TIR透(tòu)鏡,而透鏡的尺寸和 LEDs 燈珠直接影(yǐng)響光學性能(néng)的,所以(yǐ)沒有明確先提條件而談角度、光強和效率都是不準確的,良好的(de)光(guāng)學設計必須跟 LEDs 燈珠的光分布完美的配合才能(néng)得到良好的光學效果(guǒ)。在專業的光學設計裏不存在萬能的產品,有(yǒu)的是針對(duì)性配合光學(xué)和針對性的應用。
下麵我們再 TIR 透鏡家族裏麵好好分析下每種不(bú)同的光學:
真正的聚光透鏡(-RS)
在透鏡家族(zú)裏(lǐ)麵這類透鏡是最聚光的,目的是取得高的cd/lm(峰值光強)但也會導致缺失部分混光性(xìng)能,這類透鏡很容易辨認,一般(bān)都是表麵晶瑩(yíng)通透透,部分(fèn)還(hái)可能是中空。應(yīng)用這一類透鏡的主要方向包(bāo)括(kuò):投光燈、聚光燈(dēng)、遠距離洗(xǐ)牆燈等。案例(lì)比如橋梁照明、高層(céng)樓宇照明、室內射燈等。
柔和的聚光(guāng)透鏡-SS
可以從(cóng)下圖與前麵的對比看看(kàn),這一類透鏡與聚光透鏡(jìng)的最大不同就是表麵做了柔光處理,從而能取(qǔ)得更好的光質量分布,不過相比前麵的聚光透鏡它的cd/lm相對會低一點,角度也會稍寬(kuān)一(yī)些。這裏光學的應用(yòng)也主要是(shì)投(tóu)光,射燈等。兩者沒有誰好誰壞,都是為了滿足不同(tóng)的光應用需求,魚和熊掌都是好東(dōng)西,隻是應用方向不同。
擴散聚光透鏡(-D- )
請先看下(xià)圖(tú),這類有著擴(kuò)散表麵設計的透鏡在三款聚光透鏡中光分布是最平滑的,相比而言,cd/lm取得的峰(fēng)值光強比有著柔光麵設計的透鏡稍低一點,但(dàn)是兩者的(de)角度差不多。由於它的表麵是擴散麵(miàn)處理,混光效果會更好,相比眩光(guāng)控製效果也會更佳,所以(yǐ)這款的應用洗牆燈和中端距離的投光燈、聚光燈效果都是杠杠的。
中角度透鏡(-M/M2)
這類透鏡的光分布效(xiào)果介於(yú)聚光透鏡和大角(jiǎo)度透鏡之間,表麵有小小的(de)“枕(zhěn)形”表麵設計,如果(guǒ)裏麵放上一顆 LED 看起來有點像某種“飛行昆蟲的眼睛”,一般來說不會有粗糙的漫反射表麵。應用很廣,各種各樣的燈具都可能用到,光分布均勻(yún)。
橢圓光型(xíng)透鏡(-O/ -O-90)
這一類透鏡在建築(zhù)洗牆燈、廣告燈箱照明等應用最(zuì)為廣泛。橢圓(yuán)的光分布(bù)是表現為某個(gè)軸向光分布(bù)非常的寬,而另(lìng)一個軸向則(zé)為細小光角度。目的很簡單,光型就代表了一切,寬(kuān)的是(shì)為了(le)C0-C180°光分布覆蓋麵廣和均勻,窄(zhǎi)的軸向C90-C270°光分布是為(wéi)了把光(guāng)鋪的更遠。這類透(tòu)鏡還有自帶偏轉角的版本,方(fāng)便燈具不能調整的洗牆燈應用。
大角度透鏡(-W-W4)
這一類屬於 TIR 家族透鏡裏麵的大角度範疇,從40°到80°中間再細分為多個角度檔(dàng)次,角度越大意(yì)味著光分布(bù)就越廣。這些(xiē)類型透鏡的標準一般有比較(jiào)粗糙的漫反射表麵,但有些透鏡會有中型“枕形”表麵或者曲麵,又(yòu)或者兩者都可以能(néng)有(yǒu)。這類透鏡的應用也(yě)是非常廣泛的等。