Назначение, виды и принцип работы линзы для светодиода

Благодаря высокой энергоэффективности сегодня ледяные элементы все чаще используются в качестве источников света для головной оптики автомобилей и других ламп. Однако для раскрытия их 100% -го потенциала требуется особая система фокусировки. Как правило, для этого используются светодиодные линзы. Рассмотрим, что они из себя представляют, для чего они предназначены, каковы их основные виды, из какого материала они изготовлены, а также как сделать их своими руками.

Принцип работы

Принцип работы плоских и других линз светильников со светодиодами основан на естественном законе природы преломления световых волн на границе двух различных сред. В данном случае вопрос касается материала оптики (стекло, пластик) и воздуха. Преломление светового потока существенно зависит от формы линии, по которой он проходит.

Назначение, виды и принцип работы линзы для светодиода

Например, благодаря специальной линзе с выпуклыми сторонами светодиод портативного фонаря фокусирует узкий луч в пределах 12-15 градусов. Характеристики освещения также меняются в зависимости от расстояния ледяного кристалла от границы раздела сред, а также от препятствия, установленного между ними. В некоторых автомобильных оптических системах он используется для переключения с ближнего света на дальний и наоборот.

Важно! Для эффективного освещения больших площадей, что, например, важно при движении автомобиля в темноте, световой поток должен быть установлен овальной формы в горизонтальном направлении. Для этого объектив должен иметь особую сложную конструкцию. Поэтому многие производители автомобильных фар, уличных фонарей и проекторов выпускают готовые оптические комплекты со светодиодом.

Назначение

Если в обычных лампах, где используются люминесцентные источники света или лампы накаливания, за систему фокусировки берется рефлектор (рефлектор), то для светодиодных элементов требуется другое устройство. Причина этого кроется в основном в конструкции и принципе действия самого источника льда и его световых характеристиках. Светодиоды имеют другую диаграмму направленности светового потока, чем стандартные светильники.

В основном это связано с небольшими размерами эмиттера, полупроводникового кристалла, что придает им специфические технические характеристики, такие как:

  1. Пунктуальность даже на очень близких расстояниях.
  2. Малый угол рассеивания светового потока.

Поэтому для получения требуемой кривой распределения света в пространстве (как у обычных лампочек) необходимо прибегать к различным технологическим ухищрениям. Один из них — использование светодиодных линз. В первую очередь, это автомобильные фары, прожекторы, уличные фонари и другие мощные фонари. И наоборот, в комнатных люстрах используются диффузоры для создания комфортного и равномерного освещения.

Примечание! Первоначально светодиод создает плавный световой поток с постепенным уменьшением его силы по мере удаления от своей центральной оси. Чтобы придать ему заданную форму, используются специальные линзы. Они накладываются на кристалл льда и классифицируются как вторичная оптика.

Виды линз

Современные производители классифицируют светодиодные линзы по двум основным характеристикам:

  1. Тип ледяной стихии.
  2. Модели распределения света.

Среди второстепенных характеристик оптики можно выделить количество светодиодов, симметрию их расположения, а также прозрачность или непрозрачность материала. Самый популярный тип светораспределения — кругосимметричный. Это может быть каскад последовательно соединенных кристаллов льда с небольшой номинальной мощностью 1-3-5 Вт.

Назначение, виды и принцип работы линзы для светодиода

Их угол освещения может варьироваться в довольно широком диапазоне, от нескольких до полутора сотен. Некоторые характерные виды имеют собственные названия. Например, линзы, которые фокусируют световой луч не более чем на 10 градусов, называются точечными линзами («пятно» означает «пятно»).

Важно! Светодиодные фабрики взаимодействуют с производителями линз, которые для них используются. Поэтому, когда одни выставляются на продажу, через определенное время можно найти другие.

Светодиоды с линзами для авто

Широкое развитие технологии светодиодного освещения привело к тому, что многие автомобили на конвейере оснащаются ледяными элементами и связанной с ними оптической системой. При этом при разработке фар обязательно учитываются требования ПДД к характеристикам бокового освещения.

С более старыми автомобилями, в которых в качестве источника света используются лампы накаливания, галогенные или ксеноновые лампы, ситуация усложняется. Хотя многие линейки предлагают устанавливать светодиоды в штатные фары, это не дает полного эффекта от их использования. Нужна особая оптическая система — с линзами. Поэтому многие производители предлагают пользователям автомобилей оптимизированный вариант своей установки. Готовые фары можно установить на решетку радиатора или бампер.

Совет! Самыми популярными на сегодняшний день светодиодными автомобильными фарами являются так называемые би-линзы. С его помощью можно одновременно формировать как ближний, так и дальний поток освещения. Принцип действия и конструкция аналогичны биксеноновым и биалогенным пробиркам. Специальная заслонка с электромагнитным управлением изменяет распределение света в оптике, создавая заданные характеристики наружного освещения.

Материалы для изготовления и способы крепления

В качестве материалов для линз светодиодных ламп используются стекла с высоким содержанием бора и кремния или монолитный светопропускающий поликарбонат. Стеклянная основа предпочтительнее, так как она лучше противостоит внешним факторам, образованию сколов, трещин и потертостей.

Делаем линзу своими руками

Если у вас нет возможности купить готовый оптический комплект, вы можете собрать его самостоятельно. Для этого потребуются:

  1. Светодиод.
  2. Увеличительное стекло подходящего диаметра (например, увеличительное стекло).

Для установки фонаря необходимо закрепить сам объектив на определенном расстоянии от кристалла льда. Лучше всего эмпирически определить размер этого пустого пространства, предварительно включив светодиод и, поместив перед ним увеличительное стекло и нацеливаясь на поверхность (стену), перемещая его для определения оптимальной фокусировки и яркости.

Закрепить линзу можно либо приклеив ее к ледяному элементу, либо закрепив между корпусом и защитным стеклом фонаря, либо соорудив для нее специальный держатель, который крепится на клее или болтах на плате. Не последнее место в этом процессе занимает центрирование лупы относительно плоскости и центр, перпендикулярный оси кристалла. Устанавливать его нужно максимально точно.

Назначение, виды и принцип работы линзы для светодиода

Во время установки линзы не должны быть загрязнены жиром для пальцев. В противном случае качество освещения значительно снизится. Выбирая лупу для светильника со светодиодом, нужно обращать внимание на следующие параметры:

  1. Угол формирования светового потока.
  2. Внешний вид, размер и форма.
  3. Степень сложности установки.
  4. Симметрия.
  5. Оптические характеристики.

Рекомендация! Линзы, изготовленные специально для светодиодов, имеют специальные крепления, которые соответствуют их световым характеристикам и значительно упрощают установку.

Основные выводы

Линза светодиода предназначена для фокусировки светового потока светильника. Это позволяет формировать направленное освещение с заданными характеристиками. Например, овал, распределенный в горизонтальной плоскости, необходим для освещения дороги движущемуся автомобилю или фару.

Устройства этого типа различаются:

  1. Тип ледяного кристалла.
  2. Их количество.
  3. Симметрия их положения.
  4. Тип распределения светового потока.

Современные фонарики с линзой на светодиодах способны фокусировать свет от нескольких до полутора сотен. Для оснащения автомобилей часто используются двойные линзы — они могут формировать ближний и дальний свет. В качестве основного материала используется стекло или поликарбонат. Чтобы сделать такую ​​оптическую систему своими руками, необходимо приобрести специальную или универсальную лупу и закрепить ее, соблюдая требования центровки, над ледяным элементом на определенном расстоянии по заданным параметрам.

Оцените статью
Добавить комментарий