二次配光即二次光学设计,通俗的说就是透镜、反光杯等光学元器件的设计!为什么叫二次光学设计呢?因为LED光源,出厂的时候蓝光芯片上已经经过表面硅胶形状的处理,决定LED光源的色温、显指、光通量等参数,这是一次光学设计!LED光源角度多是120°,光是四处发散的,不好驾驭,眩光刺眼 ,光强比较低 ,想要达到我们的出光角度、形状,我们就必须通过二次光学设计,设计出合适的透镜等二次光学元件,应用于灯具上,使LED做成的灯具适合道路照明、车灯照明等,所以通过光学设计,把LED光源发出的光通过透镜、反光杯等光学元器件决定光的方向和能量分布,提高LED光利用率,这才是二次光学的目的。
示图:奥柏尔光学设计团队
透镜与反光杯优缺点:
1、LED 透镜-主要的材料为 PMMA,可塑性好、透光率高(高达93%),缺点是耐温比较低,只有90度左右。二次透镜一般都是内全反射设计(简称TIR),透镜的设计在正前方用穿透式聚光,而锥形面又可以将侧光全部收集并反射出去,而这二种光线的重叠就可得到完美的光线利用和漂亮的光斑效果。TIR 透镜的效率可达到90%以上,缺点是耐温低(80°)。
示图:IYF车灯光学模拟图
2、光杯-材料为耐高温PC,这种材质的反光杯效率很高,可达94%。光学精度高,无形变记忆,通过模具挤压注塑成型,真空铝电镀,出光角度8-90°,效率最高在30-45°。
图为:奥柏尔反光杯
二次配光主要是通过透镜和反光杯等光学器具来实现,二者有何区别?
1、 透镜:反射技术+介质间的作用,既有物理反应又有化学反应。从效果来看,光斑从中间往外有一个过渡,控光做得比较好。
2.、反光杯:纯反射控光,但相对来说副光斑大,大部分的光通过杯面反射出去,光型由杯面决定,另外还有一部分光没有经过反射杯而直接出去,就是我们所说的副光斑,所以一般来说,反光杯的副光斑会比透镜更大一些。
两者效率上差不多,从光强来说,同样的角度,透镜由于控光更好,其光强会比反光杯高出10%-20%,需要说明的是,两者并无好坏之分,只是应用不同。