LED灯灯光角度结构寻求

思念谁

需要设计一个环灯。
需求是LED等焊接在PCB上，然后PCB水平安装，同时要求LED的光线可以汇聚在距离150mm出的中心点上，或者很小的一片中心区域内，也就是需要将光线传播方向进行改变。
不知道各位有没有好的方式呢，最好是简单易加工易安装。

有没有人对图片中的这种透镜有了解的？这里所说的发射角度是否可以实现我的需求呢？

希望可以得到大神的解答。

threetigher

找机器视觉的光源供应商

晓昀

那个透镜是什么透镜，应该有参数吧？参数里是否有入射角参数。

702736

假如是如你所说是要聚焦的话，那你图中现成的30度，90度，120度，180度等镜片都不适合。要定购聚焦的镜片。又要对中的特定点，那还要元件焊成特殊的角度或镜片特殊，就看你的量和工艺选择了。

liheng538

mark，同求灯珠的发光角度和焦距距离的关系

朝阳书生

这些入门的概念都搞不清楚，你谈什么LED光学

光学元件的主要功能是改变光源光通量强度分布和（或）使光扩散、 造成色散。不同几何结构的光学元件能产生不同的光强分布曲线（LIDC）。

使用光学元件的目的 :

改变光源光通量的分布，规束它或者打散它；

在一定角度内减少观察者能感受到的亮度 - 限制眩光；

改变光源光线通过光学器件后的光谱成分 - 滤光。

关于光强分布曲线——LIDC

近似点光源在各方向的光强度进行测量，用矢量在以光源为中心的 空间中加以标注，再将各个矢量的终点连接，就能得到该平面的光亮度 表面（注：这是一个 3D 表面）。

在计算中，通常只需要知道 3D 表面 中几个特定截面的数值分布就够了，这些截面通常都是通过光源中心的。这样，我们就得到了极坐标下的光强分布曲线。

LIDC 通常显示在一个通过光源或灯具中心的平面上。最常用的光 束面是 C-γ（注：意即我们常说的 C 平面 ），它的轴线垂直于灯具的主出光面。

▲图 2.1.2 标准 (EN13032-1) 光强分布曲线截面体系

制作光强分布曲线图时，光强度值统一按1000lm 的光源光通量来表示，这是为了使灯具的光强分布曲线不受所用光源的光通量的影响。

照明空间要求使用不同的配光曲线来达到特定应用或视觉作业的标准（见图 2.1.3 和 2.1.4）。以下是一些有着不同光学元件的灯具，他们适用于各种不同的需求。

▲图 2.1.3 光强分布曲线的基本形状

▲图 2.1.4 光强分布曲线的基本方向

公式如下 :

光学元件的效率—— LOR（Luminaire Output Ratio）

光学元件的效率等于灯具光通量和灯具内所有光源的总光通量之比。

关于反射器

反射器是一种通过反射材料的反射来控制光源光线的光学元件。反射材料分为镜面反射、漫反射和混合反射材料。

反射器主要分为两种：第一种指四种基础的几何圆锥形反射器—— 椭圆形、带状、双曲线和抛物线形（图 2.2.1）；第二种指非圆锥反射器，比如方形或不对称的，它们的反射表面也是基本几何图形。

▲图 2.2.1 反射器的四种基本几何形状

椭圆形反射器——如果光源被放置在椭圆形反射器的焦点，那光束将会被反射到假想椭圆的另一个焦点。这样的反射器常应用在中宽光和宽光配光灯具中。

带状反射器——这种反射器圆弧的圆心在反射器圆弧外侧并且是采用不同弧度的线段相连接。这种反射器的优点是能精准地将光投射到想要的位置，但是生产的精度对反射器成品的几何结构很敏感。

双曲线反射器——产生中宽配光和宽配光。

抛物线形反射器——产生窄配光。这样的反射器被应用在相对小的需要高照明水平的区域。

▲图 2.2.2 LED 光源的各种反射器

多晶面反射器——反射器包含了大量针对反射器焦点设计的不同旋转角的小表面，这样可以保证在所需方向上达到更好的光通量分布。

▲图 2.2.3 多晶面反射器：可确保在所需方向更好的光通量分布

关于反射器遮光角

遮光角指示了光源被灯具内反射器遮住的角度。遮光角是水平面和反射器边缘与光源末端连线的夹角（图 2.2.4）。

遮光角的定义如下：

译注：

h：给定光源发光表面到反射器出光口水平面的距离

R：反射器出光口的半径

r：光源半径

▲图 2.2.4 遮光角

▲图 2.2.5 各种光源的端点位置

图 2.2.5 展示了不同光源的发光表面。例如，透明白炽灯泡的发光表面是算相对观察者而言的灯丝另一侧的末端。

关于漫射器

漫射器使光线通过它时产生散射。漫射光同样可以通过光在白色表面上的漫反射得到。基于漫射原理，漫射器分为以下几种：乳白型、高 斯型和棱镜型漫射器。( 如图 2.3.1 所示 )

▲图 2.3.1 基本类型的扩散机制

具有均匀分散穿透特性（乳白型）的漫射器可以将来自光源的光均匀漫射到各个方向却不显现光源的形状。混合穿透特性（高斯型或棱镜 型）的漫射器将光通量分布改变至特定的方向，不仅不显现光源的形状，还可以重塑光强分布曲线。

乳白型漫射器——乳白型漫射器—将光通过含有均匀分布的散射颗粒的普通漫射材料，产生余弦光强分布曲线 。

高斯型漫射器——产生高斯型光强分布曲线。光透过像喷砂面一样的精细结构表面后，被散射到不同的方向。

▲图 2.3.2 乳白型漫射器与高斯型漫射器的比较

棱镜型漫射器——由微棱镜漫射器组合而成，从根本上说它们都是折射透镜。根据折射定律，可以利用像棱锥形、六边形、球拱形和三角 锥形这样的几何构造，来创造所需的光强分布曲线。

它们通常用于要求高的照明质量指标的灯具中（UGR- 统一眩光值； Lavg 灯具的平均亮度）。

以下是最常用的微棱镜漫射器示例：

▲直线 115°棱镜

▲直线 90°棱镜

▲网格 90°棱镜

▲方锥棱镜

▲三角锥棱镜

关于透镜

透镜是一种具备精确或近似轴向对称特性的光学器件，它可以使光线穿透和折射，从而会聚或者发散光束。

▲图 2.4.1 两种基本类型的透镜——凸（会聚）透镜

▲图 2.4.1 两种基本类型的透镜——凹（发散）透镜

一个单透镜包含一个光学元件。一个复合透镜包含一列同轴的单透镜。使用多透镜组合可以比使用单透镜减少更多的像差。透镜多为玻璃或透明塑料制成。

▲图 2.4.2 LED 光源使用的不同类型的透镜

远祥

反射角度不易调整，建议选用直射来实现其功能

思念谁

朝阳书生 发表于 2018-9-30 09:51
这些入门的概念都搞不清楚，你谈什么LED光学光学元件的主要功能是改变光源光通量强度分布和（或）使光扩散 ...

涨知识了，谢谢！

思念谁

702736 发表于 2018-9-30 07:29
假如是如你所说是要聚焦的话，那你图中现成的30度，90度，120度，180度等镜片都不适合。要定购聚焦的镜片。 ...

谢谢回复。

lose2836

我知道的正常套路要知道用的那种厂家，规格灯珠，然后到厂家网站找灯珠参数，把你做的模型导入软件中比如tracepro，是可以模拟光线的，可以直观看出设计好坏，光线是不是集中在了目标点。没那么多时间恶补这些专业知识，用多少学多少，精力不够用，时间不够用。