LED照明不僅具備壽命長、功耗低等環(huán)保特性,而且?guī)缀醪话l(fā)出紅外線和紫外線,光的快速響應(yīng)性優(yōu)異,其活躍舞臺正在不斷擴大。與360°全方位均勻發(fā)光的白熾燈泡和熒光燈所代表的傳統(tǒng)照明相比,LED照明可以從發(fā)光二極管發(fā)出強光。盡管應(yīng)用于吸頂型照明器具等指向性強的照明器具可以充分利用光線,但均勻發(fā)光始終被視為是弱項。如果能自由控制指向性強的LED照明的光線,不僅可以全方位擴散光線,應(yīng)該還能創(chuàng)造出LED照明的新應(yīng)用。美蓓亞三美正在開發(fā)自由操控光線所需要的照明用透鏡。
LED是利用特殊透鏡對二極管發(fā)光的會聚、擴散作用來高效擴散光線,照亮整個空間。在LED照明中,透鏡還會左右照明本身的質(zhì)量,扮演著非常重要的角色。透鏡部分需要對光線進行復(fù)雜的操控,過去一般使用叫作杯型透鏡的厚透鏡。杯型透鏡雖然在操控光線上出類拔萃,但光也會在透鏡中衰減,折損發(fā)光二極管的發(fā)光。美蓓亞三美雖然利用光學(xué)模擬技術(shù),實際制作出了準直透鏡,但光的衰減率仍有改善的余地。透鏡的透光率直接關(guān)系到LED照明的功耗。那么,能不能進一步減少光的損失?或是進一步提高光的會聚和擴散效率呢?在實現(xiàn)未來透鏡的道路上,美蓓亞三美踏尋到了一個答案:沿用自身擅長的導(dǎo)光板技術(shù),制造更薄的透鏡。
通過組合多個光學(xué)透鏡,刻入微細的棱鏡圖案,開發(fā)出了可自由控光、厚度僅為1mm的LED照明用薄型透鏡。
薄型透鏡的開發(fā)全面運用了光學(xué)模擬。由薄型透鏡替代以往的厚型透鏡完成光的會聚和擴散,需要計算超微細的光學(xué)(元件)圖案。為此,研究人員運用開發(fā)0.3mm超薄型導(dǎo)光板所積累的光學(xué)模擬技術(shù)經(jīng)驗,反復(fù)對透鏡內(nèi)光的反射角和衰減率進行了縝密計算。
1mm厚的透鏡看似是一張板,但為了進行光的會聚和擴散,其正反兩面分別實施了完全不同的加工。在光的會聚面,形成了混合光線的光學(xué)元件,以減少發(fā)光二極管發(fā)光的照度不均和叫作黃圈的色彩不均。在擴散面,則復(fù)合了光學(xué)特性不同的兩片透鏡,用以均勻擴散光線。襯底使用全反射型的TIR(Total InternalReflection)微細棱鏡,使光線在透鏡內(nèi)均勻擴散,
在光量多、需要精密實施導(dǎo)光控制的透鏡中心部,則采用菲涅耳透鏡進行了微細的角度調(diào)整。除此之外,通過在透鏡中充分混合光線,無論發(fā)光二極管的質(zhì)量和光量如何,都可以始終以“高質(zhì)量”發(fā)光。盡管透鏡需要根據(jù)照明的用途分別開發(fā),但通過全面運用光學(xué)模擬優(yōu)化光學(xué)設(shè)計,高速開發(fā)具備各種光學(xué)特性的透鏡成為了現(xiàn)實。
在透鏡的制造中,美蓓亞三美運用了自有的成型和加工技術(shù)。通過使用在齒輪等的成型中培育的樹脂成型技術(shù)、在以軸承為代表的機械加工中培育的模具加工技術(shù),制造出了內(nèi)刻超微細光學(xué)圖案、劃時代LED照明用薄型透鏡。
與傳統(tǒng)的燈泡和熒光燈相比,LED照明可節(jié)約能源約60%,采用薄型透鏡后還能節(jié)約30%。而且可以通過調(diào)整透鏡的光學(xué)圖案,自由控制光的指向性,進行各種配光和擴散的組合。舉例來說,在照亮道路的路燈中使用薄型透鏡,可以控制光的方向,只照亮道路。不僅能使道路清晰可辨,還解決了一并照亮周圍建筑的問題。
其實,從整個行業(yè)來看,美蓓亞三美涉足照明器材事業(yè)的時間較晚。然而時至今日,在超薄智能手機使用的小型LED背光板市場上,美蓓亞三美的份額雄踞前列,與頂梁柱機械加工品事業(yè)在伯仲之間。通過運用在這一過程中徹底鉆研、一點一滴積累的光學(xué)模擬技術(shù),照明用透鏡的功能實現(xiàn)了過去無法想象的大幅改善?,F(xiàn)在,為了進一步提高性能,我們?nèi)匀辉谌找岳^夜地進行研發(fā)。上午、中午、黑夜,光在任何場景中都與我們的生活密切相關(guān)。生活的方方面面都需要照明。美蓓亞三美今后也要憑借自由控光的技術(shù),繼續(xù)向照明的可能性發(fā)起挑戰(zhàn)。
Copyright 2018-2024 上海美蓓亞精密機電有限公司
All rights reserved
滬ICP備120005334號