简论LED二次光学设计.doc

简论LED二次光学设计.doc简论LED二次光学设计摘要:文章主要介绍了二次光学设计在实际工作中使用的一些基本方法,以及这些方法在使用过程中的比较,并对二次光学设计的发展提出了新颖的观点。关键词:发光二极管;二次光学;方法比较中图分类号:TN312+.8文献标识码:B mentsonSecondaryOpticsSystemDesignofLED . (.,ShenzhenGuangdong518055,China) Abstract:Thispaperdescribesthedesignofsecondaryopticsforuseinpracticalwork,someofthebasicmethods,parison,thesecondopticaldesignandthedevelopmentofinnovativeideasputforward. Keywords:LED;secondaryoptics,parison 引言能源问题是21世纪最热门的话题之一,而LED在其中扮演着极其重要的角色。它拥有高效、节能、环保等物理特质,还具备寿命长、体积小等优良的应用特质。当然,LED作为照明用光源还存在一些不足,单颗LED的亮度难以满足大部分照明需求,目前通常采用多颗LED组合的方法。另一方面,由于照明要求的差异,使得LED在光的分布应用上存在一些不足,如何将LED发出的光合理、有效并充分利用成为当前光学设计的一大热点,随之而来的便是二次光学设计的大面积研究。深圳雷曼光电科技股份有限公司在二次光学设计方面投入了物力、财力和技术精干力量,现已取得一些初步成果,以下便对二次光学设计做一个简单的论述。 1LED二次光学为了使LED芯片发出的光能够更好地输出,得到最大程度地利用,并且在照明区域内满足设计要求,需要对LED进行光学系统的设计。其中,在封装过程中的设计被称为一次光学设计,而在LED之外进行的光学设计被称为二次光学设计,也叫做二次配光设计。一次配光设计主要是决定发光器件的出光度、光通量大小、光强大小、光强分布等,二次配光设计必须在LED发光器件一次配光设计的基础上进行。一次配光设计是保证每个LED发光器件的出光质量,考虑将LED芯片中发出的光能尽量多地取出。而二次配光设计是考虑怎样把LED器件发出的光线集中到期望的照明区域上,从而让整个系统发出的光能满足设计需要。目前,进行LED二次配光设计所使用的基本光学元件主要有透镜、反射镜和折光板等。 LED二次光学设计主要考虑的是光通量、光强、照度及亮度,而这些属于新兴学科――非成像光学的研究范围。在非成像光学中,评判系统性能的优劣不再适用于成像光学中的像差理论和成像质量,而是把光能利用率作为系统的评价标准。如何提高光能利用率也是照明系统的关键问题。当然,在照明区域的光学要求是其最根本的要求。如何将LED发出的光线最大限度地利用起来并满足照明要求,这就是二次光学设计考虑的范畴。 2LED二次光学设计方法目前,LED的二次光学设计方法主要依托非成像光学理论,而这一理论起源于20世纪60年代中期,直到1966年才第一次被Hinterberger和Winston提出。这一理论开始是针对太阳能的聚光,对小面积光源的照明研究则起步更晚。现阶段,LED二次光学设计主要有以下两种: (1)经验法由于非成像光学理论的不完善,应用