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(chǎng)。
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(chǎng)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(shè)計(jì),比較粗獷和籠統(tǒng)。
那么,LED的光學(xué)系統(tǒng),又該如何進(jìn)行設(shè)計(jì)?
筆者特采訪了“2014年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)獲”獲得者、清華大學(xué)深圳研究生院錢可元教授。錢可元教授因在“調(diào)控光線行為的三維自由光學(xué)曲面構(gòu)建及其在半導(dǎo)體照明中的應(yīng)用”的研究貢獻(xiàn),于2015年1月9日榮獲該獎(jiǎng)項(xiàng)。
簡(jiǎn)單粗暴的LED光學(xué)設(shè)計(jì)
影響LED光學(xué)設(shè)計(jì)最重要的因素包括光,電,機(jī)械三部分。光里面,除了光源本身,光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。因?yàn)長(zhǎng)ED是一個(gè)點(diǎn)光源,想要滿足各種各樣的照明需求,必須要搭配上相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)。
“從LED燈珠的封裝而言,一次配光比較簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)能夠充分把光提取出來,提高效率。
另外一個(gè)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(xué)來設(shè)計(jì)。”
然而,企業(yè)在設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的過程當(dāng)中,往往采用拿來主義,稍加修改,或者直接采用供應(yīng)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(xué)設(shè)計(jì)要求更高,企業(yè)普遍缺乏理論指導(dǎo),能夠進(jìn)行理性、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)LED配光系統(tǒng)的企業(yè)鳳毛麟角。
LED精準(zhǔn)配光設(shè)計(jì)難點(diǎn)
企業(yè)設(shè)計(jì)能力與技術(shù)積累。
在行業(yè)剛剛起步之際,企業(yè)忙于搶占市場(chǎng),推廣產(chǎn)品,光品質(zhì)方面所考慮的東西比較少。比如一個(gè)路燈,能達(dá)到基本照度要求,不會(huì)有太大問題,能達(dá)到一定的照度均勻性就更好,也不會(huì)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(xué)設(shè)計(jì)可言。
精準(zhǔn)光學(xué)設(shè)計(jì)本身也是LED照明產(chǎn)品優(yōu)化提高的需要,同樣一個(gè)路燈,要設(shè)計(jì)得好,需要根據(jù)不同的路段、燈本身的配置情況,進(jìn)行相應(yīng)的光學(xué)設(shè)計(jì),這就要求燈具廠能夠根據(jù)工程的實(shí)際情況來進(jìn)行專業(yè)的光學(xué)設(shè)計(jì)。
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(xué)系統(tǒng)有應(yīng)對(duì)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(yīng)光學(xué)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(dān)這樣的成本。” 錢可元教授指出。
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