LED凸透鏡

①.本產(chǎn)品通過(guò)高精度非球面光學(xué)設(shè)計(jì)，選用原裝進(jìn)口光學(xué)級(jí)PMMA原料生產(chǎn)，耐溫范圍-38+103度,嚴(yán)格的生產(chǎn)流程及品質(zhì)

管控，產(chǎn)品符合ROHS環(huán)保要求。

②單顆小透鏡而成.屬于二次透鏡.專業(yè)非球面鏡面拋光，光斑均勻,透光率高達(dá)93%.是較常用到的透鏡款式.

③.可以匹配多款大功率LED，光斑均勻，無(wú)散光，無(wú)黑點(diǎn)，無(wú)陰影，透鏡光線利用率最大可達(dá)95%以上。

LED透鏡的用料及生產(chǎn)

1. LED透鏡作為光學(xué)級(jí)的產(chǎn)品，對(duì)透光性、熱穩(wěn)定性、密度、折射率均勻性、折射率穩(wěn)定性、吸水性、混濁度、最高

長(zhǎng)期工作溫度等都有嚴(yán)格的要求。因此，必須根據(jù)實(shí)際選擇透鏡的材料。原則上選擇光學(xué)級(jí)PMMA，如有特殊的需求可選

擇光學(xué)級(jí)PC。目前為日本三菱PMMA材料為最好(VH001是經(jīng)常選擇的牌號(hào))。

2. 必須配備萬(wàn)級(jí)甚至更高級(jí)別的無(wú)塵

車間，作業(yè)人員必須著防靜電服裝、戴手指套、戴口罩等防靜電防塵措施，并且定期對(duì)車間做檢驗(yàn)與清理。 3. 須有專業(yè)的光學(xué)注塑機(jī)如東芝、德馬格、海天、震雄等品牌的注塑機(jī)，并嚴(yán)格控制注塑工藝才能得到合格的產(chǎn)品。

4. 產(chǎn)品檢驗(yàn):無(wú)氣泡、無(wú)凹陷、無(wú)縮痕、無(wú)流紋、無(wú)月牙;形狀精度 Rt<0.005 表面粗糙度 Ra<0.0002。

5. 產(chǎn)品必須用防靜電防塵PVC包裝，并且須完全密封包裝，存放必須嚴(yán)格控制溫度與濕度，并且最好不要存放超過(guò)一年以上。

從以上LED透鏡的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程來(lái)看，看似簡(jiǎn)單的LED透鏡，從設(shè)計(jì)到成品，其對(duì)軟件、硬件的要求都非常高，這

也造成了市場(chǎng)上LED透鏡的價(jià)格差異很大。從LED照明普及的美好前景來(lái)看，透鏡做為L(zhǎng)ED照明燈具的必備部件，市場(chǎng)前景也將越來(lái)越好。

LED逶境的優(yōu)勢(shì)

1、無(wú)論遠(yuǎn)近，燈罩(反光杯)與透鏡沒(méi)多大區(qū)別，均勻性來(lái)講，透鏡會(huì)優(yōu)于反光杯;

2、用小角度的LED透鏡,效果比燈罩好,因?yàn)橐涞眠h(yuǎn)的!燈罩聚光已經(jīng)過(guò)透鏡(因?yàn)長(zhǎng)ED本身一定會(huì)有透鏡的)再經(jīng)過(guò)一次光罩聚光,這次會(huì)浪費(fèi)很多光的,還不如在透鏡就聚光了,而透鏡的發(fā)光角度很好處理! 另:如果空間可以的話,用3個(gè)1W的,比使用一個(gè)3W的效果要好得多!

3、相比之下，燈罩發(fā)光均勻點(diǎn)范圍大，但是投光度不好，透鏡則相反; 4、LED透境顯得要高檔些。

LED透鏡的材料

1. 硅膠透鏡

a. 因?yàn)楣枘z耐溫高(也可以過(guò)回流焊)，因此常用直接封裝LED發(fā)光器件。 b. 一般硅膠透鏡體積較小，直徑3-10mm。

2.PMMA透鏡

a.光學(xué)級(jí)PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱:亞克力)。

b .塑膠類材料，優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高(可以通過(guò)注塑、擠塑完成);透光率高(3mm厚度時(shí)穿透率93%左右);缺點(diǎn):溫度不能超過(guò)80°(熱變形溫度92度)。

3.PC透鏡

a. 光學(xué)級(jí)料Polycarbonate(簡(jiǎn)稱PC)聚碳酸酯。 b. 塑膠類材料，優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高(可以通過(guò)注塑、擠塑

完成);透光率稍低(3mm厚度時(shí)穿透率89%左右);缺點(diǎn):溫度不能超過(guò)110°(熱變形溫度135度)。

LED透鏡的應(yīng)用分類

LED透鏡的應(yīng)用

1.一次透鏡

a.一次透鏡是直接封裝(或粘合)在LED芯片支架上，與LED成為一個(gè)整體。

b. LED芯片(chip)理論上發(fā)光是

360度，但實(shí)際上芯片在放置于LED支架上得以固定及封裝，所以芯片最大發(fā)光角度是180度(大于180°范圍也有少量余光)，另外芯片還會(huì)有一些雜散光線，這樣通過(guò)一次透鏡就可以有效匯聚chip的所有光線并可得到如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別(一般的規(guī)律是:角度越大效率越高)。

c. 一次透鏡一般用PMMA、PC、光學(xué)玻璃、硅膠等材料。

2.二次透鏡

a.二次透鏡與LED是兩個(gè)獨(dú)立的物體，但它們?cè)趹?yīng)用時(shí)確密不可分。

b. 二次透鏡的功能是將LED光源的發(fā)光角度再次匯聚光成5°至160°之間的任意想要的角度，光場(chǎng)的分布主要可分為:圓形、橢圓形、矩形。

c. 二次透鏡材料一般用光學(xué)級(jí)PMMA或者PC;在特殊情況下可選擇玻璃。

LED透鏡規(guī)格

2. 折反射式(錐型或杯型)

a.透鏡的設(shè)計(jì)在正前方用穿透式聚光，而錐形面又可以將側(cè)光全部收集并反射出去，而這兩種光線的重疊(角度相同)就可得到最完善的光線利用與漂亮的光斑效果;

b.也可在錐形透鏡表面做些改變，可設(shè)計(jì)成鏡面、磨砂面、珠面、條紋面、螺紋面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。

3.透鏡模組

a. 是將多個(gè)單顆透鏡通過(guò)注塑完成一個(gè)整體的多頭透鏡，按不同需求可以設(shè)計(jì)成3合1、5合1甚至幾十顆合一的透鏡模組;也可以把兩個(gè)單獨(dú)的透鏡通過(guò)支架組合在一起。

b. 此設(shè)計(jì)有效節(jié)省生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)的一致性，節(jié)省燈具機(jī)構(gòu)空間，更容易實(shí)現(xiàn)"大功率"等特點(diǎn)。

凸透鏡擁有放大作用。凸透鏡二倍焦距分大小，一倍焦距分實(shí)虛正倒。

將平行光線(如陽(yáng)光)平行于主光軸(凸透鏡兩個(gè)球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸)射入凸透鏡，光在透鏡的兩面經(jīng)過(guò)兩次折射后，集中在軸上的一點(diǎn)，此點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)(記號(hào)為F，英文為:focal point)，凸透鏡在鏡的兩側(cè)各有一實(shí)焦點(diǎn)，如為薄透鏡時(shí)，此兩焦點(diǎn)至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點(diǎn)到透鏡中心的距離，通常以f表示。凸透鏡球面半徑越小，焦距(記號(hào)為:f，英文為:focal length)越短。凸透鏡可用于放大鏡、老花眼及遠(yuǎn)視的人戴的眼鏡、攝影機(jī)、電影放映機(jī)、幻燈機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡的透鏡(lens)等。 主軸:通過(guò)凸透鏡兩個(gè)球面球心C1.C2的直線叫凸透鏡的主光軸。光心:凸透鏡的中心O點(diǎn)是透鏡的光心。 焦點(diǎn):平行于主軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)F，這一點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。 焦距:焦點(diǎn)F到凸透鏡光心O的距離叫焦距，用f表示。物距:物體到凸透鏡光心的距離稱物距，用u表示。像距:物體經(jīng)凸透鏡所成的像到凸透鏡光心的距離稱像距，用v表示。

其實(shí)凸透鏡和凹透鏡都沒(méi)有一定的焦點(diǎn)，只有平行于主光軸的且到主光軸距離相等的光線才會(huì)完全在主光軸上相交。我們之所以看到許多經(jīng)過(guò)凸透鏡的平行于主光軸但到主光軸距離不相等的光線有一個(gè)"焦點(diǎn)"是因?yàn)樵撏雇哥R鏡面的曲率半徑較大，光線偏折程度的差異不明顯。為了方便使用，我們把離主光軸的距離和凸透鏡頂部的距離相等的兩條光線的交點(diǎn)作為凸透鏡的焦點(diǎn)。

1.觸摸法(中間薄邊緣厚是凹透鏡，中間厚邊緣薄是凸透鏡)

2.聚焦法(射入平行光，會(huì)聚的是凸透鏡，發(fā)散的是凹透鏡)

3.放大法(把透鏡放到字上，看照后的字是放大是凸透鏡，縮小是凹透鏡)

4.搖晃法(將透鏡放在字上，向一側(cè)移動(dòng)，字的方向與透鏡移動(dòng)方向相同的是凹透鏡，相反的是凸透鏡)

一、結(jié)構(gòu)不同

凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成;

凹面鏡是由一面是凹面而另一面不透明的鏡體組成

二、成像性質(zhì)不同

凸透鏡是折射成像 成的像可以是 正、倒;虛、實(shí);放、縮。起聚光作用

凹面鏡是反射成像 能成倒立的縮小或放大的實(shí)像，也可以成正立放大的虛像。起散光作用透鏡(包括凸透鏡)是使光線透過(guò)，使用光線折后成像的儀器，光線遵守折射定律。面鏡(包括凸面鏡)不是使光線透過(guò)，而是反射回去成像的儀器，光線遵守反射定律。 凸透鏡可以成倒立放大、等大、縮小的實(shí)像或正立放大的虛像。可把平行光會(huì)聚于焦點(diǎn)，也可把焦點(diǎn)發(fā)出的光線折射成平行光。凹面鏡只能成正立放大的虛像，主要用發(fā)散光線。

與凹透鏡的區(qū)別

一、對(duì)光的作用不同

凸透鏡主要對(duì)光線起會(huì)聚作用

凹透鏡主要對(duì)光線起發(fā)散作用

二、成像不同

凸透鏡能成正立放大虛像、倒立放大實(shí)像、倒立等大實(shí)像、倒立縮小實(shí)像;

凹透鏡只能成正立縮小虛像

三、焦點(diǎn)不同

凸透鏡有實(shí)焦點(diǎn)，有2個(gè)焦點(diǎn)

凹透鏡有虛焦點(diǎn)

四、用途不同

凸透鏡用于遠(yuǎn)視眼鏡

凹透鏡用于近視眼鏡

1.使用凸透鏡時(shí)，不能用手觸摸鏡片。

2.在有強(qiáng)烈的太陽(yáng)光時(shí)，不能把凸透鏡對(duì)著易燃易爆品，否則會(huì)點(diǎn)燃易爆品導(dǎo)致爆炸。

凸透鏡的放大倍數(shù)

凸透鏡的放大倍數(shù)(虛像，是正像)只與透鏡的焦距有關(guān)，且虛像與物在透鏡的同一側(cè)。

計(jì)算公式是:明視距離(25CM)/焦距=放大倍數(shù)。

焦距越短放大倍數(shù)越高。

凸透鏡的成像倍數(shù)(實(shí)像，是倒像)與像距有關(guān)，且實(shí)像與物在透鏡的兩側(cè)。

它的成像公式:1/焦距=1/物距+1/像距

物越靠近焦點(diǎn)，像距就越大，像也越大。這個(gè)實(shí)像的放大倍數(shù)不受透鏡焦距的限制。

凸透鏡的表面是弧形的，它是圓的一部分，可以量出弧的半徑，這個(gè)半徑叫做透鏡弧面的曲率半徑。很明顯，這個(gè)曲率半徑越小，透鏡的中間就凸得越高，透鏡的厚度也越大，透鏡的焦距也就越短。

透鏡對(duì)光的作用：凸透鏡對(duì)光會(huì)有聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。

物體放在焦點(diǎn)之外，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實(shí)像，實(shí)像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實(shí)像越大。物體放在焦點(diǎn)之內(nèi)，在凸透鏡同一側(cè)成正立放大的虛像。物距越大，像距越大，虛像越大。在焦點(diǎn)上時(shí)不會(huì)成像。 在2倍焦距上時(shí)會(huì)成等大倒立的實(shí)像。

在光學(xué)中，由實(shí)際光線匯聚成的像，稱為實(shí)像，能用光屏承接;反之，則稱為虛像，只能由眼睛感覺(jué)。有經(jīng)驗(yàn)的物理老師，在講述實(shí)像和虛像的區(qū)別時(shí)，往往會(huì)提到這樣一種區(qū)分方法:"實(shí)像都是倒立的，而虛像都是正立的。"所謂"正立"和"倒立"，當(dāng)然是相對(duì)于原物體而言。

平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像，都是正立的;而凹面鏡和凸透鏡所成的實(shí)像，以及小孔成像中所成的實(shí)像，無(wú)一例外都是倒立的。當(dāng)然，凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像，而它們所成的兩種虛像，同樣是正立的狀態(tài)。

那么人類的眼睛所成的像，是實(shí)像還是虛像呢?我們知道，人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，那么外界物體在視網(wǎng)膜上所成的像，一定理。老花眼，即光線經(jīng)過(guò)眼球前部的晶狀體，未完全集合，像落在了視網(wǎng)膜的后面。則老花鏡作為凸透鏡，先集合一次光線，使像恰好落在視網(wǎng)膜上，矯正了老花眼。當(dāng)物體與透鏡的距離大于焦距時(shí)，物體成倒立的像，這個(gè)像是蠟燭射向凸透鏡的光經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚而成的，是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，能用光屏承接，是實(shí)像。當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí)，物體成正立的虛像。

(1)

二倍焦距以外，倒立縮小實(shí)像;二倍焦距等大小;

一倍焦距到二倍焦距，倒立放大實(shí)像;一倍焦距不成像;

一倍焦距以內(nèi)，正立放大虛像;

成實(shí)像物和像在凸透鏡異側(cè)，成虛像在凸透鏡同側(cè)。

(2)

一倍焦距分虛實(shí)

兩倍焦距分大小

當(dāng)u<f時(shí)，像與物在透鏡同側(cè)

(1)、物體處于2倍焦距以外

(2)、物體處于2倍焦距和1倍焦距之間

(3)、物體處于焦點(diǎn)以內(nèi)

(4)、凹透鏡成像光路

1 公式法: 利用光具座做凸透鏡成實(shí)像的實(shí)驗(yàn)，測(cè)量并記錄成像時(shí)的物距u和像距v，根據(jù)透鏡成像公式，計(jì)算出透鏡焦距f，多次測(cè)量后取平均值。

2 共軛法:利用光具座固定好光源和光屏位置，測(cè)量出它們的間距L。將待測(cè)焦距的凸透鏡放在其間，沿主軸移動(dòng)凸透鏡，使光屏上兩次呈現(xiàn)出光源倒立的像。記錄兩次成像時(shí)透鏡的位置，由此求出兩次成像過(guò)程中透鏡移動(dòng)的距離d，根據(jù)公式可計(jì)算出凸透鏡焦距f，這個(gè)方法叫共軛法。這是實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)凸透鏡焦距的方法之一。

3 平行光聚焦法:根據(jù)凸透鏡特性，讓平行光(如太陽(yáng)光)沿主軸方向入射到凸透鏡上，在另一側(cè)與透鏡平行放置一光屏，調(diào)節(jié)光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此時(shí)透鏡與光屏的間距為凸透鏡焦距。這是一種簡(jiǎn)便的粗測(cè)凸透鏡焦距的方法。

4 遠(yuǎn)物成像法:在實(shí)驗(yàn)室還可以用遠(yuǎn)物成像法代替平行光聚焦法估測(cè)凸透鏡焦距，方法與平行光法相似;調(diào)節(jié)光屏的位置，使遠(yuǎn)處的物體(例如教室的窗或窗外的物體)在光屏上成像，光屏與透鏡之間的距離近似為該透鏡的焦距。

凸透鏡的成像規(guī)律是:當(dāng)物距在一倍焦距以內(nèi)時(shí)，得到正立、放大的虛像;在一倍焦距到二倍焦距之間時(shí)得到倒立、放大的實(shí)像;在二倍焦距以外時(shí)，得到倒立、縮小的實(shí)像。

該實(shí)驗(yàn)就是為了研究證實(shí)這個(gè)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中，有下面這個(gè)表:

物 距 u 像的性質(zhì) 像的位置

正立或倒立 放大或縮小虛像或?qū)嵪?與物同側(cè)與異側(cè)像距v

u>2f 倒立縮小 實(shí)像異側(cè) f<v<2f

u=2f 倒立等大 實(shí)像異側(cè) v=2f 此時(shí)物體與像的距離是最小的，既4倍焦距。

f<u<2f 倒立放大 實(shí)像異側(cè) v>2f

u=f 不成像，因?yàn)関=無(wú)限大(平行，所以無(wú)限大)

u<f 不成像，正立放大 虛像同側(cè)

這就是為了證實(shí)那個(gè)規(guī)律而設(shè)計(jì)的表格。其實(shí)，透鏡成像滿足透鏡成像公式:

1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透鏡焦距)

照相機(jī)運(yùn)用的就是凸透鏡的成像規(guī)律。鏡頭就是一個(gè)凸透鏡，要照的景物就是物體，膠片就是屏幕。照射在物體上的光經(jīng)過(guò)漫反射通過(guò)凸透鏡將物體的像成在最后的膠片上，膠片上涂有一層對(duì)光敏感的物質(zhì)，它在曝光后發(fā)生化學(xué)變化，物體的像就被記錄在膠卷上。至于物距、像距的關(guān)系與凸透鏡的成像規(guī)律完全一樣。物體靠近時(shí)，像越來(lái)越遠(yuǎn)，越來(lái)越大，最后再同側(cè)成虛像。

另外，物在無(wú)窮遠(yuǎn)處的時(shí)候，像可以近似地認(rèn)為在焦點(diǎn)。(正因?yàn)檫@樣，傻瓜相機(jī)不用調(diào)焦)物體遠(yuǎn)離凸透鏡時(shí)，像會(huì)靠近凸透鏡，就是說(shuō)，物往哪個(gè)方向走，像就往哪個(gè)方向走。當(dāng)物從無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)至距離像2F處，則物的移動(dòng)速度比像要快。

如圖，實(shí)物AB發(fā)出的平行與主光軸的光過(guò)焦點(diǎn)F2與過(guò)透鏡中心的光交與點(diǎn)E

則DE為實(shí)像，BO為物距u，DO為像距v

由相似三角形可以得到BO/OD=AB/DE

CO/DE=OF2/F2D

又由矩形ABOC可以得到AB=CO

所以O(shè)F2/F2D= AB/DE=BO/OD

即f/(v-f)=u/v

uv-uf=vf(交叉相乘)

uv=uf+vf

uv/f=u+v(兩邊同時(shí)除以f)

v/f=1+v/u(兩邊同時(shí)除以u(píng))

1/f=1/u+1/v(兩邊同時(shí)除以v)