大功率LED灯珠透镜分类

 大功率LED应用广泛，种类繁多，各种大功率LED灯珠的镜头也不同。今天，我将介绍大功率LED灯珠镜头的分类，我希望能对您有所帮助。

1、大功率LED灯珠透镜的材料类型

1．大功率LED灯珠硅胶透镜

a.由于硅胶耐温性高(也可以通过回流焊)，因此常用于直接封装在LED芯片上。

b.一般硅胶透镜体积小，直径3-10mm。

2．大功率LED灯珠PMMA透镜

a.光学PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，俗称亚克力)。

b.塑料材料，优点：生产效率高（可通过注塑、挤塑完成）；高透光率(3mm厚度时穿透率约93%)；缺点：温度不能超过8000°(92度热变形温度)。

3．大功率LED灯珠PC透镜

a.Polycarbonate(PC)聚碳酸酯。

b.塑料材料，优点：生产效率高（可通过注塑、挤塑完成）；透光率略低(3mm厚度时穿透率约89%)；缺点：温度不能超过1100°(热变形温度135度)。

4．大功率LED灯珠玻璃透镜

光学玻璃材料的优点：透光率高（97%）、耐温性高；缺点:形状单一、易碎、批量生产不易实现、生产效率低、成本高。然而，目前国内很少有制造商开始开发玻璃模具工艺，使用模具熔铸生产玻璃镜头，可以生产各种形状和特殊表面的镜头。

此外，模具生产、产品一致性好、精度高，可大大提高生产效率，有效降低玻璃透镜成本，加上透光率高的特点，玻璃透镜必将成为光学塑料大功率LED透镜的替代产品。然而，这种生产设备的价格很高，短期内很难推广。此外，玻璃也比PMMA好、PC材料易碎的缺点，也需要更多的研究和探索，现在可以实现改进过程，只能通过涂层或钢化处理来提高玻璃的不易碎特性，虽然经过这些处理后，玻璃透镜的透光率会降低，但仍远远大于普通光学塑料透镜的透光效果。所以玻璃透镜的前景将会更广阔。

二、大功率LED灯珠透镜的应用分类

1．一次透镜

a.透镜是直接封装(或粘合)在LED芯片支架上，与LED成为一个整体。

b.LED芯片（chip）理论上，发光是360度，但实际上芯片可以固定和包装在LED支架上，所以芯片的最大发光角度是180度（大于180度）°此外，芯片中还会有一些杂散光，这样通过透镜可以有效地收集所有chip的光线，如180°、160°、140°、120°、90°、60°不同的出光角度，但不同的出光角度LED的出光效率有一定的差异（一般规律是：角度越大，效率越高）。

c.PMMAA一般用一次透镜、PC、光学玻璃、硅胶等材料。

2．大功率LED灯珠二次透镜

a.二次透镜和LED是两个独立的物体，但它们在应用中是不可分割的。

b.二次透镜的功能是将LED光源的发光角度再次聚集成5°至160°光场的分布主要分为圆形、椭圆形和矩形。

c.二次透镜材料一般采用光学级PMMA或PCPMA；目前，玻璃只在特殊情况下选择。然而，随着玻璃模具技术的推广和普及，二次透镜将迎来材料革命，光学玻璃将取代光学PMA或PC。

三、大功率LED灯珠透镜规格分类

1．穿透式(凸透镜)

a.当LED光通过透镜曲面（双凸有两个曲面）时，光会折射和聚光，当调整透镜与LED之间的距离时，角度也会发生变化（角度与距离成反比）。光学设计后的透镜光斑将非常均匀，但由于透镜直径和透镜模式的限制，LED的光利用率不高，光斑边缘有明显的黄色边缘（黄色边缘的原因暂不重复）；

b．一般应用于大角度(50)°以上)聚光灯，如台灯、吧灯等室内照明灯具；

2．折射式(锥形或杯形)

a.透镜的设计在前方采用穿透聚光灯，锥形表面可以收集和反射所有侧光，这两种光的重叠（相同的角度）可以得到最完美的光利用和美丽的光斑效果；

b.也可以在锥形透镜表面做一些改变，可以设计成镜面、磨砂面、珠面、条纹面、螺纹面、凸面或凹面，得到不同的光斑效果。

3．透镜模块

a.通过注塑将多个单个透镜完成一个整体多头透镜，可根据不同需要设计成3合1、5合1甚至几十个合一的透镜模块；两个单独的透镜也可以通过支架组合在一起。

b.本设计有效节约了生产成本，实现了产品质量的一致性，节省了灯具机构的空间，更容易实现“大功率”等特点。

四、大功率LED灯珠透镜设计及模具加工

1．首先取决于光源(大功率LED灯珠)，不同品牌的大功率LED灯珠(如CREEE)、Lumileds、首尔、欧司朗、易光、艾迪森、长森源等。)，其芯片结构、包装方式、光特性会有所不同，导致同一镜头与不同规格品牌LED的差异；因此需要有针对性的开发（以主流品牌为导向），以达到实际效果；

2．使用光学设计软件(如CodeV)、ZEMAX、TracePro、ASAP、机械建模软件(如:Pro/E、UG、SOLIDWORKS等。)进行设计和光学仿真，不断优化并得到相应的光学透镜

3．LED透镜本身属于精密光学配件，因此对模具的精度要求很高，特别是透镜光学曲面的加工精度应达到0.1μm。这类高精度模具的加工一般必须具备以下设备：超精密加工机（如：PRECITECHNANOFORM350）、数控综合加工机、精密磨床、精密铣床、钻床、数控精密火花机、表面轮廓仪、干涉仪等。

4．模具中最精确的部件是光学模仁。首先，必须选用专用模仁钢（如瑞典S136镜面钢）热处理至55°，完成粗胚，在粗胚上镀镍后，再用超精密加工机进行曲面加工。

五、大功率LED灯珠透镜材料及生产

1．LED透镜作为一种光学产品，对透光性、热稳定性、密度、折射率均匀性、折射率稳定性、吸水性、浊度、最高长期工作温度等有严格的要求。因此，透镜材料必须根据实际情况进行选择。原则上，选择光学PMA，如有特殊需要，可选择光学PC。目前，日本三菱PMMA材料是最好的（VH001是经常选择的品牌），三菱在中国分公司南通丽阳稍逊一筹；

2．必须配备万级甚至更高级别的无尘车间，操作人员必须穿防静电服装、手指套、口罩等防静电防尘措施，并定期对车间进行检查和清洁。

3．东芝、德马格、海天、振雄等专业光学注塑机，严格控制注塑工艺，取得合格产品。

4．产品检验：无气泡、凹陷、缩痕、流纹、月牙；形状精度RT0。005表面粗糙度Ra0。

5．产品必须用防静电防尘聚氯乙烯包装，并完全密封，储存必须严格控制温度和湿度，最好不要储存超过一年。