LED透镜与大功率LED的提升效率及配光曲线设计

LED透镜分为一次透镜和两次透镜。本节着重讲解用于大功率LED的二次透镜。在介绍二次透镜之前，先对一次透镜进行简单的介绍。

LED透镜（一次透镜）一般为硅胶透镜，因为硅胶耐温高（可过回流焊），因此常直接封装在LED芯片上。一般硅胶透镜体积较小，直径为3～10mm。并且LED透镜一般与LED紧密联系在一起，它有助于提升LED的出光效率、透镜改变LED的光场分布的光学系统。由于LED芯片（chip）理论上出光角度是360°，但实际上芯片放置于LED支架上时得以固定及封装，所以芯片最大出光角度是180°（大于180°范围也有少量余光）。另外，芯片还会有一些杂散光线，这样通过一次透镜就可以有效汇聚LED芯片的所有光线并可得到如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别（一般的情况是角度越大效率越高）。一次透镜的外形如图3-1所示。

二次透镜与LED是两个独立的物体，但它们在应用时却密不可分。二次透镜的功能是将LED光源的出光角度再次汇聚成5°～160°之间的任意想要的角度。光场的分布主要可分为圆形、椭圆形、矩形。二次透镜材料一般用光学级PMMA或者PC，在特殊情况下可选择玻璃。二次透镜的外形如图3-2所示。

LED大功率透镜／反光杯主要用于大功率LED冷光源系列产品的聚光、导光等。大功率LED透镜根据不同LED出射光的角度设计配光曲线，通过增加光学反射，减少光损，提高发光效率。

图3-1 一次透镜的外形(www.xing528.com)

注意：一次透镜是直接封装（或黏合）在LED芯片支架上，与LED成为一个整体，一般用PM-MA、PC、光学玻璃、硅胶等材料。

图3-2 二次透镜的外形

注意：不同品牌的大功率LED（如CREE、Lumileds、Osram、艾笛森、长森源等），其芯片结构与封装方式、光线特性等均会有所区别，从而造成同样的透镜搭配不同规格品牌LED时会有所差异。所以要求有针对性开发（以主流品牌为导向），才能达到实际需要。