LEDレンズの設計と金型加工

LEDレンズの設計と金型加工

レンズの設計と製造方法を見ていきましょう

 

1、最初は光源(高出力LED)、さまざまなブランドの高出力LED(CREE、LUMILEDS、ソウル、オスラム、アディソンなど)に依存し、そのチップ構造とパッケージング、光の特性が異なり、結果としてブランドLEDの違いの異なる仕様を持つ同じレンズで; したがって、実際のニーズを達成するには、ターゲットを絞った開発(主流のブランドによる)が必要です。

  1. 光学設計ソフトウェア(Tracepro、CodeV、Zemaxなど)を使用して、光学研磨を設計およびシミュレートし、対応する光学非球面を取得します。

3、LEDレンズ自体は精密光学付属品であるため、金型の精度は非常に高く、特にレンズの光学面処理精度は0.1μmに達し、レンズの偏心は3μm以内に達します。 一般に、このような高精度金型の加工には、超精密機械(PRECITECHNANOFORM350など)、CNC統合加工機、表面研削盤、フライス盤、CNC排出加工機、表面プロファイラーなどの設備が必要です。

  1. 型の最も正確な部分は、光学カーネルにあります。 まず、特殊鋼を選択して初期胚を完成させ、次に超精密機械加工機を使用してニッケルメッキ後の非球面技術を処理します。

 LEDレンズの設計と金型加工(1)

LEDレンズの利点

 

  1. 距離に関係なく、ランプシェード(反射カップ)はレンズと大差ありません。 均一性の面では、レンズは反射カップよりも優れています。

2、小さな角度のLEDレンズを使用すると、遠くまで撮影できるため、ランプシェードよりも効果が高くなります。 ランプシェードのスポットライトがレンズを通過し(LED自体にレンズが必要なため)、次にマスクのスポットライトを通過すると、今回は多くの光を浪費し、レンズに焦点を合わせる方が良いです。レンズの発光角度は非常に良好です。処理。 空きがある場合は、1Wを3つではなく、XNUMXWをXNUMXつ使用してください。

図3に示すように、対照的に、ランプシェードの発光均一点範囲は広いが、光度は良くなく、レンズは反対である。

4、LEDの浸透はより高級であるように見えます。

 LEDレンズの設計と金型加工(2)

 

欠陥:光損失の考慮

 

1.バブルシェルとレンズを備えた照明器具の光束は、規格で要求される配光を満たす必要があります。また、シェルの透過率、レンズ、オーバーフロー光損失などの他の要因も考慮する必要があります。 また、バブルランプや高出力の通常の照明にはレンズを使用する必要があり、規格の要件を満たすために平行ビーム拡散処理になります。 光学効果をより合理的にするために、ランプカバーのデザインを長方形の小さな単位に分割する必要があります。そうする目的は、製品が均一な外観効果を持つように、光波面を破壊することです。 各小さなセルでは、表面が水平方向と垂直方向の両方にラジアンを持ち、両方向の曲率半径が異なると異なる拡散効果を実現できるため、楕円体が使用されます。 その基本的な目的は、従来の技術の欠点を克服し、光束を合理的に利用し、均一で効率的な配光を実現することです。 実際、バブルランプクラスのシェルはPC材料(射出成形完了)であり、球形、洋ナシ形、円筒形のバブルシェルは非小型ユニット、非フラット全体シェル、光損失が大きく、光角度が小さいです。

  1. レンズの表面は、水平方向と垂直方向の両方に曲率半径を持つ曲面であるため、入射光は水平方向と垂直方向の両方に拡散することができます。 XNUMX方向の曲率半径は互いに独立しているため、要件に応じてXNUMXつの曲率を調整でき、光出力をXNUMX方向に異なる角度で拡散させることができます。 したがって、双方向の曲率面で作られたレンズは、設計要件に従って光出力をより自由に分配し、光フラックスをより効率的に使用し、不要な無駄やまぶしさを減らすことができます。 さらに、滑らかな遷移面を使用しているため、ランプは均一な遷移配光と良好な外観を備えています。 完全に透明なPMMAランプまたはランプシェードは、光源の中央にまばゆいばかりの光のストリングを作成しますが、光源の外側では明るさが急速に低下します。 多くの社会的および職場環境での照明は、この不快な雰囲気を排除するか、目の刺激を最小限に抑える必要があります。
  2. 本体への各レンズ要素の投影は長方形であるため、要素をしっかりときれいに配置することができます。 レンズ要素の屈折後、平行入射ビームは、水平方向に対称拡散を形成し、垂直方向に下向きに偏向した拡散を形成します。 レンズセットの各ユニットのサイズとXNUMX方向の曲率半径を調整することにより、異なる立体角での放射光フラックスの分布を調整して、設計に必要な配光を実現します。

入射面の機能は光線を偏向させて拡散させることであるため、製品設計の実際の状況に応じて、要素の数、要素のサイズ、およびレンズの各セットの曲率半径を変更できます。 実は、ハイパワーレンズのレンズの内粒(小ユニット用)はメーカーが担当しており、レンズの高さ、角度、材質は選択時にのみ考慮されます。

  1. レンズの焦点の内側に光源を配置することを選択します。 光源がレンズから離れるほど、レンズによって収集される光フラックスが少なくなるため、レンズシステムの効率が低下します。 ここで、r-凸曲率半径、nL-レンズ材料の屈折率、F-レンズ焦点距離選択したレンズ材料の場合、焦点距離が大きいほど、曲率半径は大きくなります。 同じレンズ口径φの下で、曲率半径が大きいほど、レンズは薄くなります。 レンズが厚いほど収差が目立ち、使用効果に影響を与えます。 したがって、可能な限り焦点距離の長いレンズを選択します。 同時に、焦点距離の増加は光学系のサイズを増加させるので、レンズの最大焦点距離を盲目的に追求することはできません。 レンズの厚さはそれほど大きくないため、処理の複雑さとコストの増加を避けるためにフレネルレンズは使用されていません。
LEDレンズの設計と金型加工(3)
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