LED透鏡即與LED緊密聯系在一起的有助于提升LED的出光效率、改變LED的光場分布的光學系統。
1、LED透鏡的材料種類
1.硅膠透鏡
a. 因為硅膠耐溫高(也可以過回流焊),因此常用直接封裝在LED芯片上。
b. 一般硅膠透鏡體積較小,直徑3-10mm。
2.PMMA透鏡
a. 光學級PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,俗稱:亞克力)。
b .塑膠類材料,優點:生產效率高(可以通過注塑、擠塑完成);透光率高(3mm厚度時穿透率93%左右);缺點:溫度不能超過80°(熱變形溫度92度)。
3.PC透鏡
a. 光學級料Polycarbonate(簡稱PC)聚碳酸酯。
b. 塑膠類材料,優點:生產效率高(可以通過注塑、擠塑完成);透光率稍低(3mm厚度時穿透率89%左右);缺點:溫度不能超過110°(熱變形溫度135度)。
4.玻璃透鏡
光學玻璃材料,優點:具有透光率高(97%)、耐溫高等特點;缺點:體積大質量重、形狀單一、易碎、批量生產不易實現、生產效率低、成本高等。不過目前此類生產設備的價格高昂,短期內很難普及。此外玻璃較PMMA、PC料易碎的缺點,還需要更多的研究與探索,以現在可以實現的改良工藝來說,只能通過鍍膜或鋼化處理來提升玻璃的不易碎特性,雖然經過這些處理,玻璃透鏡的透光率會有所降低,但依然會遠遠大于普通光學塑料透鏡的透光效果。所以玻璃透鏡的前景將更為廣闊。
2、LED透鏡的應用分類
1.一次透鏡
a. 一次透鏡是直接封裝(或粘合)在LED芯片支架上,與LED成為一個整體。
b. LED芯片(chip)理論上發光是360度,但實際上芯片在放置于LED支架上得以固定及封裝,所以芯片最大發光角度是180度(大于180°范圍也有少量余光),另外芯片還會有一些雜散光線,這樣通過一次透鏡就可以有效匯聚chip的所有光線并可得到如180°、160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度,但是不同的出光角度LED的出光效率有一定的差別(一般的規律是:角度越大效率越高)。
c. 一次透鏡一般用PMMA、PC、光學玻璃、硅膠等材料。
2.二次透鏡
a. 二次透鏡與LED是兩個獨立的物體,但它們在應用時確密不可分。
b. 二次透鏡的功能是將LED光源的發光角度再次匯聚光成5°至160°之間的任意想要的角度,光場的分布主要可分為:圓形、橢圓形、矩形。
c. 二次透鏡材料一般用光學級PMMA或者PC;在特殊情況下可選擇玻璃。