LED光学设计新趋势，各大厂家的新品有哪些亮点？-品牌和产品-云知光

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试过被直射的阳光亮瞎眼睛吗？这就是最原始的“眩光”来源，但很多建筑会把阳光“驯服”，让它变得舒适可人，像因为光学设计举世闻名的金贝尔博物馆：

图：美术馆内部，悬挂在天花顶部“人”字型的反射器，把日光引进室内，均匀反射到两侧弧形的清水混凝土面上。

同样，如果LED的光源，没有经过光学设计的“驯服”，就会凶猛地外散，像这样发飙：

但如果经过了光学设计，驯服之后，光线就变得可以灵巧万分，各种为我们所用：

经过光学设计“驯服”之后，光能幻变出各种符合我们使用需求的形状和效果。

所以，如果说 LED 光是子弹，那光学设计就是你需要的那把枪——让 LED 指哪打哪，无所不能。

有时二次光学和多次光学最终决定灯和灯具的光学性能，LED 提供的是一个相对比较宽角度的光束（备注：一般封装芯片角度为115°或120°）需要通过控光达到特定应用的需求。比如定向射灯需要的是超窄角度光束，而路灯则需要的是覆盖一个宽区域也许是矩形的光斑照明效果。要了解更多的光学应用方案，请关注最近的光学发展趋势。事实上，光学透镜和反光杯是可以单独或者组合的一起应用到先进的光源和灯具设计的，此外光学器件的设计也是必须保持与 LED 芯片的发展与时俱进的，比如现在的 COB 芯片发光面（LES）越来越小，光效越来越高等，下面让我们回顾下光学公司最新发布的产品，尤其是 COB 的配套光学。

--莫里赖特Maury Wright

来自Fraen的组合嵌入式TIR透镜

由于灯具应用的需求，大尺寸发光面 LES 高功率的 COB 逐步面世上市以满足灯具应用的需求。但是正如我们一直以来的专题讨论中得到出结论一样，业界一直依赖应用并能提供精准的配光的全内透（TIR）技术，更适用于小发光面 LES 的 COB 芯片，比如室外区域照明和工矿灯照明应用。为了改变这种情况，Frean 转向研究组合 TIR 透镜，两个配对 TIR 透镜中间是有空袭非密封，这样做的目的主要是利用比反光杯更矮的高度，达到并保持良好的配光效果。

Ps译者tips：针对大尺寸发光面的 LED ，这种组合透镜将会一种发展方向之一。透镜可以比同角度的反光杯更矮并提供更更高的cd/lm,但是目前市面上的单个 TIR 全内透透镜在控光和光色效果是都有问题。（这就犹如传统照明年代大于250W金卤灯用电子镇流器并不比电感镇流器节能，更不比电感镇流器稳定一样的发展趋势）

来自Auer Lighting 的LED木星反光杯

在光源或者灯具设计的时候，特别是定向照明情况下，通常会需要使用到透镜和反光杯。通常情况下，两者是独立使用的，但是 Auer lighting 开发了混合透镜和反光杯的光学器件，比如说定向照明时匹配 CREE 公司的9mm发光面芯片 CXA1512 芯片可以获得7.5度高达28000 cd（CBCP）。

来自Khatod 的Kristall COB 全内透TIR透镜

Khatod 也许是有着最广泛的与 COB 配套的透镜，其中包括 Kristall 系列 TIR 透镜，此款透镜与Philips Lumileds、CREE、CITIZEN、SEOUL、Osram、Bridgelux 等公司的 COB 芯片匹配。透镜主要使用材料有两种分别是 PMMA 和 PC，至于采用何种材料取决光学性能的需求和匹配的 LED 芯片。通常都是针对特定 LED 开展系列开发，有窄中宽光三个角度，窄角度是基准的 TIR 技术，中角度和宽角度会在此基础上加上二次漫反射扩散技术，光学透镜效率大概85%，设计满足 ZHAGA 标准规范。

Jenny 硅胶 COB 透镜—来自LEDiL

Jenny 系列透镜专门为中小尺寸 COB 设计，提供超级灵活的设计模式，透镜开发为1×8的阵列组合，可以掰断为单一模块使用也可以自由组合模块，阵列设计了灵活切槽，单一透镜尺寸35×35毫米，第一款产品为对称圆形配光，未来将有更多的角度增加到这个透镜家族。其实这款产品最主要是使用光硅材料制造，光学效率高达94％。自带密封防水防尘保护等级，压槽固定安装方便。

来自Carclo Optics中功率阵列透镜

从 COB 到小功率芯片，我们发现中功率芯片有越来越多的应用，特别是在线性灯具。虽然相比大功率 LED，中功率 LED 输出光通量相对较少，不过性价比摆在那里，可以通过使用更多的 LED 数量满足灯具设计 Carclo 设计的这款中功率 LED 光学模组为84颗 TIR 设计，匹配5630（5.6×3.0毫米）标准 LED。一般来说中功率 LED 模组比较少针对户外应用，不过 Carclo 这一款模组是针对路灯和区域照明应用，通常来说，由于室内灯具需要的是整体照明宽光束，所以为了匹配 LED 芯片一般不会用单颗透镜去控制光型。

译者补充：LEDIL 也有一款针对于室内办公照明、工业照明和超市照明等应用的中功率 LED 透镜模组。

来自Fraen的F3S 路灯光学

路灯和其他户外区域照明应用需要的是利用光学提供一个宽广光束，把光传输到指定的区域边界而有必须尽量减少光溢出，也就是需要减少光污染。

例如路灯需求是要把光打成矩形光斑纵向沿着道路覆盖更广的路面，尽量少的光打到灯杆后面的区域。TIR 透镜被普遍应用于路灯和区域照明，早期的 LED 灯具基本都是单颗的 LED 光学透镜，但是组合阵列的透镜模组相对比这种单颗透镜在生产制造中会更简单方便。

针对这种情况，Fraen 开发了 F3S 路灯光学模组其中包括一个2×6阵列模组，可以提供多个版本光型。尽管行业很多还在使用IES的传统路灯照明标准，不过这款透镜是满足北美T1/T2/T3光型标准，适配的LED芯片包括Cree XT-E, XP-E, XP-E2, XP-G, and XP-G2； Philips Lumileds 的Luxeon R，Rebel 、 Rebel ES；Seoul Semiconductor的 Z5P 和 Z5M；Osram 的 Oslon SSL 150 和 Oslon Square。

来自LEDIL的2×2非对称光学器件

LEDIL 开发了一个全新TIR光学产品是2×2阵列模组，每个 LED 独立但是组合在一起是产生一个非对称的光束，这个突破了 IES 限制的光束图形需求应用。这款 STRADA--2×2产品是针对性应用开发，光型包括各种路灯和投光灯等需求，其中有一款是为人行横道的光学需求专门开发，包括兼顾行人安全照明也能减少司机感受到最少的眩光，非对称的光度分布意味着减少直射司机的光线，减少迎面回车的视觉压力，相反的是相反，一个灯杆安装的灯具必须将光投射光束到人行横道的中心点并沿纵向在交通流的方向，在 LEDIL 提供的案例应用里，斑马线路面照度为38-41 lx，使用的是OSRAM OSLON Square这类 LED。

PS：就译者所知，因为这个产品的开发推动，欧洲将人行横道照明标准。

来自Auer Lighting的Bern 玻璃TIR 透镜

在光学器件主题讨论是材料是无法避免的话题，根据不同稳定性和光学性能的有着广泛的材料选择。Auer lighting 认为，在 LED 应用中 Suprax 玻璃为基础的产品可靠性优于它的替代品比如 PMMA 和 PC 材料，特别是在恶劣环境下的应用。Bern TIR 透镜就是有这种 suprax 玻璃制造成的这种光学器件，透镜可以承受温度高达400℃而光学性能不会褪色或降解。这个镜头的光学效为85％，角度为12°，设计匹配的是5×5毫米封装的 LED。

来自Khatod的COB 光硅透镜

光硅在光学应用中越来越受欢迎，因为这种材料有着良好的耐高温和抗腐蚀的光学性能，做出来的透镜还可以满足密封防水防尘。Khatod 声称他们是两年前第一家为封装 LED 提供光硅材料 TIR 透镜的公司，而这次他们提供的是为大发光面 LED 提供的光硅透镜，产品的目标方向是路灯和区域照明，满足IES Type I, II, III, IV, and V 光型标准。光硅透镜技术也是非常适合危险区域的，比如防撞和防爆灯具。

来自 LEDIL 的Winnie TIR MR16 透镜

尽管光学材料有这种各样的选择，但是因为光学良好的性价比和较轻的质量，PMMA 和 PC 仍然是最普遍的材料。LEDIL 转向了针对定向射灯开发应用的PMMA材料的 COB LED 透镜，Winnie 透镜既可以用在MR16类改造灯具也可以用在定向射灯，透镜尺为49.8mm高度为19.2mm,光学角度为20°起，效率87%，在厂家的一款原型灯具应用中4.8W的光通量为419lm。此外这款透镜还满足射灯ZHAGA BOOK3 规范标准。

来自Khatod的Luna 光学

在多样化的 SSL 产品世界里，透镜和反射镜肯定不是唯一类型的光学在发挥作用。扩散片被经常用来隐藏 LED 点光源和提高更高的均匀度，扩散器也可涂层或处理以提供特定的特殊效果，而这也正是 Khatod 公司这款 LUNA 产品开始发挥作用。该扩散器 LUNA 基于光致发光技术和光学,在 LED 光源被关闭将继续在黑暗中长时间发光。当接通电源后，有 Luna 的灯看起来像一个典型的 LED 灯，但是当断电该款光学继续传递软扩散的绿色或蓝色的光。应用范围包括标志或信号照明，如台阶灯，并且该技术可以在室内或室外应用。

来自Intematix公司的Chromalit线性光学

二次光学器件还提供使用远程荧光粉技术来提高光效和长时间更好地保持颜色的一致性。由于相邻 LED 不会一个连续的荧光粉涂层，受到较小或者最小的热量，如果热量太多，效率和颜色会下降。使用这种技术的一个例子是，Intermatix 在与 SABIC（沙特基础工业公司）合作使用后者的 Lexan LUX 热塑性材料开发的 ChromaLit 线性光学元件,设计能够提供每瓦/215流明，使用后有着高达163流明/瓦的系统效能。

来自GLT灵活的光导

光导技术，一种可以提高灯或者灯具设计且与众不同的光学技术，技术特点就是把 LED 放在边沿光可以通过光导技术把光引导到光导透镜表面。这次的光导技术案例来自全局照明技术（GLT），一款可以提供额外的灵活光设计的产品。通常来说此类光学器件定制开发项目，不过 GLT 表示他们可以提供这类光导长度长达24英寸（60.96cm）以上厚度从0.25-4毫米不等。公司的目标客户是汽车，消费电子产品，白色家电应用以及柔性光学器件，比较典型的特质，关灯的时候看起来光导是透明的，单开灯的时候看到的是均匀的漫反射光。