資料介紹
LED作為新一代光源,正逐漸取代傳統(tǒng)節(jié)能燈的市場。
但LED光源的發(fā)光形式,又與傳統(tǒng)光源有著很大區(qū)別,目前市場上流通的LED產(chǎn)品,除了少數(shù),如路燈,大部分都沿用了傳統(tǒng)光源的配光設計,比較粗獷和籠統(tǒng)。
那么,LED的光學系統(tǒng),又該如何進行設計?
筆者特采訪了“2014年度國家技術發(fā)明獎獲”獲得者、清華大學深圳研究生院錢可元教授。錢可元教授因在“調控光線行為的三維自由光學曲面構建及其在半導體照明中的應用”的研究貢獻,于2015年1月9日榮獲該獎項。
簡單粗暴的LED光學設計
影響LED光學設計最重要的因素包括光,電,機械三部分。光里面,除了光源本身,光學系統(tǒng)的設計尤為重要。因為LED是一個點光源,想要滿足各種各樣的照明需求,必須要搭配上相應的光學系統(tǒng)。
“從LED燈珠的封裝而言,一次配光比較簡單。封裝企業(yè)一般都是立足于成本與量產(chǎn)的角度,較多地考慮材料與結構能夠充分把光提取出來,提高效率。
另外一個是把光色做到合乎我們的要求,包括色溫的控制,色溫空間均勻性的控制。真正的配光,還得靠二次光學來設計?!?/p>
然而,企業(yè)在設計光學系統(tǒng)的過程當中,往往采用拿來主義,稍加修改,或者直接采用供應商的方案。
行業(yè)面臨最大的問題是缺乏專業(yè)的人才,而LED光學設計要求更高,企業(yè)普遍缺乏理論指導,能夠進行理性、系統(tǒng)的設計LED配光系統(tǒng)的企業(yè)鳳毛麟角。
LED精準配光設計難點
企業(yè)設計能力與技術積累。
在行業(yè)剛剛起步之際,企業(yè)忙于搶占市場,推廣產(chǎn)品,光品質方面所考慮的東西比較少。比如一個路燈,能達到基本照度要求,不會有太大問題,能達到一定的照度均勻性就更好,也不會有太多人去較真。至于一般的球泡、燈管,則基本沒有什么光學設計可言。
精準光學設計本身也是LED照明產(chǎn)品優(yōu)化提高的需要,同樣一個路燈,要設計得好,需要根據(jù)不同的路段、燈本身的配置情況,進行相應的光學設計,這就要求燈具廠能夠根據(jù)工程的實際情況來進行專業(yè)的光學設計。
路的寬度,燈桿的高度,路燈的間距,路燈挑高的角度,都要求路燈的透鏡、光學系統(tǒng)有應對的措施。
“這也就不難明白為何做路燈的都是一些大企業(yè)了。企業(yè)需要配置不同的模具,根據(jù)不同的需求搭配相應光學系統(tǒng),這樣才能把每條路都做得很漂亮。規(guī)模較小的企業(yè),難以承擔這樣的成本?!?錢可元教授指出。
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