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浅谈LED蜡烛水晶吊灯光源透镜设计

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浅谈LED蜡烛水晶吊灯光源透镜设计

发布日期:2015-12-09 00:00 来源: 点击:

     目前,蜡烛水晶吊灯光源以白炽灯或卤素灯泡为主,其具有发光角度大的优点,但水晶灯通常需要10-20个光源,甚至更多,耗电量大。水晶灯光源只有实现较大的发光角度,才能将周边的水晶打亮,呈现出晶莹剔透的光学效果,达到装饰作用。在实际使用中,发光角度在250°左右的光源基本可满足要求。


  由于LED具有光效高、损耗低等优势,各厂家陆续推出LED光源蜡烛水晶吊灯,但LED光强呈朗伯分布,出光角度110°-130°,要实现超过250°左右的出光角度,必须进行二次光学设计。目前,绝大部分LED蜡烛水晶吊灯发光角度只有60°-160°。通过使用二次光学透镜,配合常用LED,可实现250°左右的出光角度,设计原理如下:


  透镜顶部设计为一内凹面自由曲面反射面,外轮廓侧面是一弧线出射面,底部为锥圆台腔体入射面。光线自LED光源发出,从透镜底部内锥圆台腔体入射,一部分光线入射到透镜顶部的内凹自由曲面处,其少数光线直接折射出射,大部分光线反射到外轮廓侧面折射出射,另一部分光线直接由外轮廓侧面折射出射。


  内锥圆台腔体顶部入射面为凸弧面,其可将从该入射面入射的光线发散;侧壁入射面为从下至上逐渐内缩具有一定斜度的旋转面,其可将从该入射面入射的光线发散。


  透镜顶部内凹自由曲面反射面,采用snell定律推算形成,从透镜底部入射的光线在自由曲面处发生全反射,将小角度光线反射到透镜侧面出射,增大透镜出光角度,与镜面反射相比可以有效避免镜面反射损耗。外轮廓侧面从下至上逐渐向内缩,其可增大侧面出射光线出射角。


  透镜底部采用螺牙设计,能紧密地与散热体连接,装配简单合理。同时,透镜在与散热体旋紧后,能利用透镜螺牙下端面的平面压住PCB板,减小PCB板与散热体、导热硅胶间的空隙,免除了PCB板与散热体的固定问题,在达到光学要求的同时,对灯具的连接和散热做到合理设计。


  采用自由曲面原理设计一款蜡烛水晶吊灯光源透镜,能够使LED替代白炽灯、卤素灯等传统光源应用于蜡烛水晶吊灯,LED单灯性能稳定,系统寿命和可靠性更高。

嘉柯蜡烛水晶吊灯

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