LED glass lens /Glass lens street light/Floodlight

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光学元件的表面缺陷

1   引言

光学元件的表面缺陷,常常也被称为“表面光洁度”或者“表面疵病”,是描述抛光表面允许的麻点、划痕、破边的数量与大小的指标。在成像光学系统中,元件表面质量的优劣直接决定了系统的成像性能,在强激光和半导体应用领域,当元件表面质量不佳时,会导致光学系统无法使用的情况产生,因此,弄清楚元件表面缺陷的定义和判定方法,是非常有必要的。然而,实际中,用于判定表面缺陷的标准较多,各个标准的定义不统一,给光学从业者的实际工作带来了一定的困惑。针对这一现状,本文从1185-1974旧国标、美军标和参照ISO 10110的新国标三种标准出发,介绍它们的具体内容,以及相互之间的近似对应关系,从而帮助大家在实际工作中能更好的识别和控制元件的表面缺陷指标。

2   旧国标1185-1974

早期,我国光学工业比较薄弱,用于描述光学零件表面缺陷的旧国标GB/T 1185-1974 《光学零件表面疵病》,是按照苏联的 Γ OCT 11141标准修定而来,从制定到现在,已经过去半个世纪了,国内仍然有很多研究所和兵工厂在使用这一标准来定义元件的表面质量,因此,我们有必要对该标准做一下介绍。

在旧国标中,将表面疵病分为了10个等级,分别为0,I-10,I-20,I-30,II、III、IV,V,VI和VII,图纸上用字母B表示。其中,0至I-30级适用于位于光学系统像平面上及其附近的光学零件,II至VII适用于不位于光学系统像平面上的光学零件,它们允许的疵病尺寸和数量如下表所示:

当零件表面疵病的尺寸级数量未超过上表的规定,但发现有疵病密集在一起的现象时,还需参照下表,来规定限定区内疵病的尺寸和数量,从而确定疵病等级。

这一标准主要依靠检验员在约60w的白炽灯下,结合4~10倍放大镜进行观察,检测时背景为黑色,以便更容易观察到零件瑕疵,这一方法多数适用于透射光检查。部分反射光下才能观察到的瑕疵不易被发现,需要依靠检验员的经验及检验过程中多角度观察来发现。

3   美军标MIL-PRF-13830

美国的光学设计者,通常采用1963年实施的美国军用标准MIL-0-13830A或者采用1997年修订的MIL-PRF-13830B做为光学元件加工要求的依据。在美军标中,用两组数学来表示表面疵病或缺陷大小。通常用S-D或S/D表示,S即英文Scratch的第一个字母,用来限制划痕大小,也常称为路子或道子,D即英文Dot的第一个字母,用来限制麻点大小,也称为坑点或点子。一般将长与宽之比大于等于4:1的疵病视为划痕,长与宽之比小于4:1的疵病视为麻点。

关于划痕与麻点,美军标的详细规定如下:

A、划痕的判定

美军标未指明划痕的计量单位,也即未确定划痕的宽度和深度,以实际观察样板为标准。划痕级数就是通常的划痕号,标准样板有10#、20#、40#、60#和80#共5个等级。一般认为划痕级数的单位是μm,指的是划痕宽度,如60#划痕,代表允许的最大划痕宽度为60μm,即0.06mm。美军标中,针对非圆形元件,其直径取相等面积圆的直径,关于划痕的判定标准共包含5条,如下:

1、当元件的划痕级数超过表面质量要求的划痕级数时,元件不合格。

2、当元件的划痕级数未超过表面质量要求的技术,但元件存在最大划痕时,所有最大划痕的长度之和应不超过元件直径的1/4。

3、当元件存在最大划痕,而最大划痕的长度之和未超过1/4直径时,要求所有级数的划痕乘以划痕长度与元件直径之比所得乘积之和,不得超过最大划痕级数的一半。

4、当元件的划痕级数未超过表面质量要求的级数,且元件不存在最大划痕时,所有级数的划痕乘以划痕长度与元件直径之比所得乘积之和,不得超过最大划痕级数。

5、当元件质量指标要求划痕等级为20或优于此等级时,元件表面不允许有密集划痕。即在元件中任何一个直径6.35mm面积的区域,不允许有4条或4条以上的大于或等于10#的划痕。

B、麻点的判定

在美军标中,麻点的级数取允许缺陷的实际直径,以0.01mm作为计量单位,即50就代表允许的最大麻点的直接为0.5mm。如果麻点形状不规则,应取最大长度和最小宽度的平均值作为直径。关于麻点的判定标准共包含5条,如下:

1、当元件存在超过表面质量要求的麻点级数时,元件不合格。

2、每20mm直径上只允许有1个最大麻点。

3、每20mm直径上所有麻点直径的总和不得超过最大麻点的2倍。

4、当麻点质量要求为10或者更优等级时,任何两个麻点的间距必须大于1mm。

5、小于2.5μm的麻点略去不计。

4   参照ISO 10110的新国标

用于定义表面缺陷的新国标GB/T 1185-2006,与ISO10110-7中关于表面缺陷的规定近乎一致,该ISO标准是根据德国DIN3140标准发展而言,因此,它们的内容是相通的。

在新国标的图纸中,对表面缺陷比较完整的标注格式为:

其中,编号“5”是表面缺陷的代码,允许缺陷程度用N×A。N为允许最大缺陷的数量,A为一个级数,相当于以mm为单位的最大可允许缺陷面积的平方根。

对镀膜污点有要求时,用C N’×A’表示,C是镀膜污点的代码。N’为最大有污痕尺寸的数目,A’为级数,定义同A。

如果对长度大于2mm的长划痕有要求,用L N”×A”表示,L是长划痕的代号。N”是允许长划痕的数量,A”表示以mm为单位的划痕的最大允许宽度。

破边用E A’’’表示,E是边缘破边的代号,A”表示元件表面的边缘延伸的最大破边量,以mm为单位。

例如下图所示,包含了一般疵病公差,镀膜层疵病公差,长擦痕公差,破边公差:

上面的图纸要求,表示镀膜前的一般疵病公差基本级数为0.63mm,允许数量为3个;镀膜层疵病公差基本级数为1.6mm,允许个数为2个;长擦痕基本级数为0.1mm,允许数量为2个;破边公差为1mm。

5   以上三种标准的大致对应关系

根据计算和实际应用的积累,总结以上三种常用标准的对应关系,如下表所示:

实际中,大家可以根据上表,来对标需求,从而弄清客户对表面缺陷指标的需求程度。

6   结语

在本文中,我们对光学元件的表面缺陷的判定标准做了详尽的介绍,我们分别介绍了1185-1974旧国标、美军标和参照ISO 10110的新国标中对该指标的判定依据。随后,给出了这三个常用标准的近似对应关系,通过本文的介绍,相信大家会对表面光洁度这一指标有了更清晰的认识,希望对大家的工作有所帮助,谢谢。

透镜的生产加工过程有哪些
透镜型号

透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,镜头是由几片透镜组成的,有塑胶透镜(plastic)和玻璃透镜(glass)两种,玻璃透镜比塑胶贵。通常摄像头用的镜头构造有:1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等,透镜越多,成本越高。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头的,其成像效果要比塑胶镜头好,在天文、军事、交通、医学、艺术等领域发挥着重要作用。

详细说明

概念

透镜可广泛应用于安防、车载、数码相机、激光、光学仪器等各个领域,随着市场不断的发展,透镜技术也越来越应用广泛。

(lens)透镜是根据光的折射规律制成的。透镜是由透明物质(如玻璃、水晶等)制成的一种光学元件。透镜是折射镜,其折射面是两个球面(球面一部分),或一个球面(球面一部分)一个平面的透明体。它所成的像有实像也有虚像。

凸透镜:中间厚,边缘薄,有双凸、平凸、凹凸三种;

凹透镜:中间薄,边缘厚,有双凹、平凹、凸凹三种。

介绍

薄透镜–为一种中央部分的厚度和其两面的曲率半径相比为很大的透镜。初期,照相机只装有一个凸透镜的镜头,故称为“单透镜”。随着科技日益发展,现代镜头均有若干不同形式和功能的凸凹透镜组成一个会聚的透镜,称为“复式透镜”。复式透镜中之凹透镜起校正各种象差的作用。

光学玻璃具有透明度高、纯洁、无色、质地均匀,且有良好的折光能力,故为镜头生产的主要原料。由于化学成分和折射率不同光学玻璃有:

1.火石玻璃–在玻璃成分中加入氧化铅,以增加折射率(1.8804)

2.冕牌玻璃–在玻璃成分中加入氧化钠和氧化钙制成,以减低其折射率(钡冕玻璃的折射率为1.7055)

3.镧冕玻璃–为所发现的品种,它具有折射率高,色散率低的优良特性,为创造大口径的高级镜头提供了条件。

原理

用于灯具上之一种玻璃或塑料性组件可以变化光线之方向或是控制配光分布情形。

透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件,物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同,可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。

当一束平行于主光轴的光线通过凸透镜后相交于一点,这个点称“焦点”,通过焦点并垂直光轴的平面,称“焦平面”。焦点有两个,在物方空间的焦点,称“物方焦点”,该处的焦平面,称“物方焦平面”;反之,在像方空间的焦点,称“像方焦点”,该处的焦平面,称“像方焦平面”。

光线通过凹透镜后,成正立虚像,凸透镜则成倒立实像。实像可在屏幕上显现出来,而虚像不能。

凸透镜成像规律:

物距(u)像距(v)倒、正大、小虚、实应用
u>2ff<v<2f倒立缩小实像照相机
u=2fv=2f倒立等大实像粗侧焦距
f<u<2fv>2f倒立放大实像投影仪;幻灯机
u=fv=∞不成像//获取平行光
u<fv>u正立放大虚像放大镜

分类

凸透镜

凸透镜是中央较厚,边缘较薄的透镜。 凸透镜具有会聚光线的作用,所以也叫“会聚透镜”、“正透镜”(可用于远视与老花镜)。此类透镜可分为:

a.双凸透镜——是两面凸的透镜;

b.平凸透镜——是一面凸、一面平的透镜;

c.凹凸透镜——为一面凸,一面凹的透镜。

凸透镜成像规律是指物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。物距越小,像距越大,实像越大。物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小,像距越小,虚像越小 在光学中,由实际光线汇聚成的像,称为实像,能用光屏呈接;反之,则称为虚像,只能由眼睛感觉。有经验的物理老师,在讲述实像和虚像的区别时,往往会提到这样一种区分方法:“实像都是倒立的,而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”,当然是相对于原物体而言。

将平行光线(如阳光)平行于主光轴(凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴)射入凸透镜,光在透镜的两面经过两次折射后,集中在轴上的一点,此点叫做凸透镜的焦点(记号为:F;英文为:focus),凸透镜在镜的两侧各有一实焦点,如为薄透镜时,此两焦点至透镜中心的距离大致相等。凸透镜之焦距是指焦点到透镜中心的距离,通常以f表示。凸透镜球面半径越小,焦距(记号为:f,英文为:focal length)越短。凸透镜可用于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、摄影机、电影放映机、显微镜、望远镜的主轴:通过凸透镜两个球面球心C1、C2的直线叫凸透镜的主光轴。光心:凸透镜的中心O点是透镜的光心。焦点:平行于主轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上一点F,这一点是凸透镜的焦点。焦距:焦点F到凸透镜光心O的距离叫焦距,用f表示。物距:物体到凸透镜光心的距离称物距,用u表示。像距:物体经凸透镜所成的像到凸透镜光心的距离称像距,用v表示。

公式:1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透镜焦距)

(关于符号的正负:物距u恒取正值。像距v的正负由像的实虚来确定,实像时v为正,虚像时v为负。凸透镜的f为正值,凹透镜的f为负值。)

凹透镜

凹透镜亦称为负球透镜,镜片的中央薄,周边厚,呈凹形,所以又叫凹透镜。凹透镜对光有发散作用。平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能形成实性焦点,沿着散开光线的反向延长线,在投射光线的同一侧交于F点,形成的是一虚焦点。

凹透镜成像的几何作图与凸透镜者原则相同。从物体的顶端亦作为两条直线:一条平行于主光轴,经过凹透镜后偏折为发散光线,将此折射光线相反方向返回至主焦点;另一条通过透镜的光学中心点,这两条直线相交于一点,此为物体的像。

凹透镜所成的像总是小于物体的、直立的虚像,凹透镜主要用于矫正近视眼。

凹透镜具有发散光线的作用,所以也叫“发散透镜”、“负透镜”(可用于近视眼镜)。此类透镜又可分为:

a.双凹透镜——是两面凹的透镜

b.平凹透镜——是一面凹、一面平的透镜

c.凸凹透镜——为一面凸、一面凹的透镜

其两面曲率中心之连线称为主轴,其中央之点O称为光心。通过光心的光线,无论来自何方均不折射。平行主轴之光束,照于凹透镜上折射后向四方发散,逆其发散方向的延长线,则均会于与光源同侧之一点F,其折射光线恰如从F点发出,此点称为虚焦点。在透镜两侧各有一个。凹透镜又称为发散透镜。凹透镜的焦距,是指由焦点到透镜中心的距离。透镜的球面曲率半径越大其焦距越长,如为薄透镜,则其两侧之焦距相等。

凹透镜所成的像总是小于物体的。

车用透镜

透镜的光形是最标准的,可以有很明显的明暗切割线,通过聚光的作用解决了散光的问题,在国外,氙气灯是标配透镜使用的,这种镜属于光学镜一类,我们就叫它”透镜”。采用,光线散失小等优点。具专业从事氙气大灯改装师傅建议装了HID大灯而没有装透镜的司机朋友,为了您自身的安全,也为了他人的安全,加装透镜是最好的选择。

透镜功用

1;因为透镜有较强的聚光能力,所以用它来照路,不仅路面明亮,而且清晰。

2;由于光线分散很小,所以它的光线射程要比普通卤素灯要远和清晰。故而能使您在第一时间看到远处的事物,避免开过路口或错过目标。

3;透镜式灯头的大灯相比采用传统灯头的大灯具有,亮度均匀,穿透力强,所以他不管在雨天还是在大雾天气都有较强的穿透力。从而能让迎面驶来的车辆第一时间收到灯光信息,避免事故的发生。

4;透镜里面的HID灯泡寿命是普通灯泡的8到10倍,从而减去让您老是要换灯所带来的不必要麻烦。

5;透镜氙气灯不需要加装任何供电系统,因为真正的HID气体放电灯,要有一颗电压安定器,12V电压,接着再将电压转成正常电压,稳定持续供应氙气灯泡发光。从而能起到节电的功能。

6;和第5条说的一样,由于透镜灯泡是由安定器升压到23000V,用在刚开启电源时的瞬间刺激氙气达到高亮度的,所以他在断电的情况下还能维持3到4秒的亮度。这样能使您在紧急情况下提前做好停车准备,避免灾难的发生。这点传统卤素灯是做不到的。

7;在遇到那些大型货车或开车的灯光通知他,如果还是没有用的话,那您就用远光通知他。

区别

结构不同

凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成,两边薄,中间厚

凹透镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成,两边厚,中间薄

对光线的作用不同

凸透镜对光线起会聚作用

凹透镜对光线起发散作用

成像性质不同

凸透镜是折射成像

凹透镜是 “光线通过凹透镜后,成正立虚像,而凸透镜则成倒立实像。实像可在屏幕上显现,而虚像不能。”

规律

一.透镜用透镜符号来表示(一条线段两头有两个V形标志)

画出主光轴,标出光心、焦点来根据透镜的三条特殊光线中的两条折射光线(一般作过光心的光线和平行于主光轴的光线较好)的相交点,即可得到透镜所成的像的特点(如虚实、大小、正倒等)。

二.透镜成像时,物体上每一点发出的照到透镜上的所有光线都成像在同一个位置,挡住一部分,并不影响射向透镜的其它光线的成像,所以仍然可以看到完整的像,但是由于射到像上的光线减少,所以屏上像的亮度会变暗。

三.凸透镜成像规律:

1.凸透镜成实像需要满足的一个条件是(u>f)。

2.共轭成像指的是物距和像距的大小可以互换,两种情况下分别成放大、缩小的倒立实像

3.透过凸透镜看二倍焦距之外的钟表,秒针的像仍然是顺时针方向转动,因为此时成倒立的实像,倒着看仍是正常的方向,所以仍然是顺时针方向转动。

实虚像

相同点:它们都是光线所在的直线的相交而成的

不同点:实像是实际光线相交成的,而虚像是光线的反向延长线相交而成的:

实像都是倒立的,而虚像都是正立的;实像可以呈在光屏上,也可以用眼睛观察到,而虚像不能呈在光屏上,只能用眼睛观察到

6.粗测凸透镜焦距的方法有:会聚太阳光(或平行光线)的方法、远物成像法、成倒立等大实像的方法、共轭成像法

7. (1)照相时照远景时,相机远离被拍摄物,镜头后缩;照近景时,相机要靠近被拍摄物,镜头前伸。(理由是:凸透镜成实像时:物近像远像变大、物远像近像变小)

2.放大投影仪投出的像时,镜头要向下调节,同时要增大投影仪到屏幕的距离;缩小投影仪投出的像时,镜头要向上调节,同时要减小投影仪到屏幕的距离。(理由同上题)

3. 使平行于珠光线的光汇聚在一点放大通过放大镜看到的像时,应将放大镜到被观察物的距离适当增大(不能比透镜的焦距大);缩小通过放大镜看到的像时,应将放大镜到被观察物的距离减小 (理由:凸透镜成虚像时:物近像近像变小、物远像远像变大)。

8.透镜上通过两个球心的直线叫主光轴

9.平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫焦点

10.焦点到光心的距离叫做焦距

11.在主光轴上有一个特殊点:凡是通过该点的光线传播方向不变,此点是透镜的光心

镜头透镜

镜头是由几片透镜组成,透镜有塑胶透镜(plastic)和玻璃透镜(glass)两种,玻璃透镜比塑胶贵。通常摄像头用的镜头构造有:1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等,透镜越多,成本越高。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头的,其成像效果要比塑胶镜头好。镜头对成像质量也有极大影响,好的镜头使图像更加清晰、细腻。一般投影仪的镜头都是变焦镜头,针对市场的不同,变焦倍数从4倍到16倍或更高。

应用

透镜

说透镜,能透光;中间厚,凸透镜;中间薄,凹透镜。

会聚作用凸透镜,发散作用凹透镜。

平光会聚到一点,焦点F来表示。

焦点到达镜光心,距离叫作镜焦距(用f表示)。

生活中的透镜

物远像近照相机,缩小实像且倒立。

物近像远投影仪,放大实像且倒立。

物像同侧放大镜,正立放大一虚像。

实像倒立虚像正,实像异侧虚像同。

凸透镜成像规律及应用

物在两倍焦距外,一、二倍(焦)距间成像。

实像倒立且缩小,此例用在照相机。

物移近,像移远,同时像还要变大。

物在一、二倍距间,二倍焦距外成像。

实像倒立且放大,此例用在投影仪。

物体位于焦点内,移动光屏不见像。

透过透镜看物体,正立放大一虚像。

物体与像处同侧,此例用在放大镜。

物近像远像变大,物远像近像变小。

二倍焦距分大小,一倍焦距分虚实。

讲解:

物体在凸透镜一倍焦距外时,凸透镜成实像。在一倍焦距内”u

成虚像,物休在凸透镜二倍焦距外(u>2f)时,凸透镜成缩小的实像。

2f>u>f时,成放大的实像。没有缩小的虚像、实像都是倒立的,没有倒立的虚像。

眼睛和眼镜

近视眼晶状体厚,看清近处看不清远。

远光成像视网膜前,戴凹透镜恢复正常。

远视眼晶状体薄,看清远处看不清近。

近光成像视网膜后,戴凸透镜调清光。

眼睛近点10cm,明视距离25cm.

实际节能收益-合肥市采用EMC模式实施LED路灯节能改造方案

关于合肥市采用EMC模式实施

LED路灯改造方案

中国经济发展已进入一个新阶段,节能不仅是国际化的大趋势,也是源于我国国情的迫切需求,是确保我国未来能源安全、促进我国经济社会长期可持续发展的重大战略安排,已成为国家的一项基本国策。而节能技术的示范与推广,更是将节能技术转换成生产力、推动节能科技进步的重要环节,政府肩负着组织、协调和引导的作用。

因此,我国在对节能减排进行立法的基础上,又出台了众多相关政策,对节能减排的领域和要求进行了明确的规定,如在《“十二五”节能减排综合性工作方案》就提出了加强城市照明管理,严格防止和纠正过度装饰和亮化;在《“十二五”城市绿色照明规划纲要》中,我国政府明确提出了在“十二五”期间城市照明节电率要达到15%。同时,要大力提高城市照明设施建设和维护水平、城市道路照明质量和节能水平,而推广使用环保节能的照明产品显得尤为重要。由此可见,做好城市公共照明能源管理,对配合国家节能减排工作具有重大和深远的意义。城市公共照明能源管理是一项系统性的工作,在保证城市交通和生活安全舒适的前提下,利用创新的技术手段,科学、有序、节能地管理和运行城市的公共照明体系。

老化的LED路灯
路灯该用玻璃透镜还是PC透镜? 

透镜是一种用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件。一般常用的有PC透镜和玻璃透镜两种,这两种透镜各有特点,很多客户不明白应该选PC透镜还是玻璃透镜。嘉腾科技将就两种透镜的特点以及应用在路灯的特性上做简要说明。

一、玻璃透镜:
玻璃透镜一般采用高透光率玻璃,具有透明度高,纯洁、无色、质地均匀的特性,且有良好的折光能力,不但可以用在路灯上,更是各种高档相机镜头、显微镜镜头、高档车灯不可缺少的核心部件。玻璃透镜透光率高,可达92%以上,且光线散失小,光线射程更加可靠、合理。玻璃透镜使用寿命长,一般可在户外环境下使用10年以上不变色,不影响透光率。但玻璃透镜制作工艺较为复杂,材料要求高,价格相对较高。
二、PC透镜:
PC透镜因其价格低廉、生产方便,抢占了很大一部分透镜市场。但是,PC透镜由于其本身材质的局限性,在户外长期使用会有以下几个问题,如长时间使用后PC透镜发黄变色,静电吸附灰尘,遇恶劣天气变形等,都会影响到透镜的透光率,使路灯等整体性能下降。
所以,嘉腾科技认为,户外路灯照明应尽量选择玻璃材质透镜,以保证路灯的良好性能,造福广大人民群众。

老化的LED路灯

嘉腾LED灯具优势
1.散热快,产品更耐用
2.配光优,照明效果更佳
3.光衰少,延长使用寿命
4.外观美,产品设计独特
5.组件好,品质更优
6.品质更优,寿命10年以上
玻璃透镜优势
玻璃透镜连板设计,突破了传统的模组采用的PC连板透镜,带来一种全新的体验,有效地克服了PC透镜的不良问题:
1、抗腐蚀能力:高硼硅3.4玻璃属于硼硅酸盐玻璃中的硼硅玻璃,耐酸耐碱,抗腐蚀性能优越。
2、耐温性强:相比PC透镜,其热膨胀系数较低,拥有良好的热稳定性,光学表面温度的变化小,保留原有的光学照明效果。
3、透光率高:常规PC透镜透光率在85%左右,造成光照的浪费,玻璃透镜透光率为90-93%,镀加增透膜后可高达97%。
4、相比于PC透镜,玻璃透镜不会产生老化/黄化现象,从而影响透镜透光率。
5、相比于PC透镜,玻璃透镜不会吸附灰尘,并且方便清洗。
隧道照明配光
发光角度120°×80°、150°×80°(对称)等多种配光角度,合理的照度均匀度和防眩光等级等
设计有效的改善隧道内路面的墙壁照明状况,改善隧道内视觉享受,减轻驾驶员驾驶疲劳。道路配光
有TYPE2-M、TYPE3-M等多种配光角度,其配光在路面形成照度均匀的类矩形光斑,
可以适用于双向八车道、六车道、四车道、二车道、一车道道路情况。
高杆灯配光
应用于大型广场、主干道交叉路口、码头、车站和体育场等场所中,悬挂高度较高,照明范围比较
广泛而且均匀,能够带来较好的照明效果,满足大面积场所的照明需求。
工矿灯配光
发光角度25°/45°/60°/90°/120°,主要应用于大楼外墙、桥梁、公园、广告招牌、球场广场、
工厂车间照明。

技术新引擎,“7070+连板玻璃透镜”助力LED道路照明新未来
LED路灯透镜设计

路灯透镜
一路灯透镜材料
玻璃透镜
A. 因为玻璃材料具有耐高温,穿透率高等特点,目前还是有比较大一部分LED路灯厂在使用它
B.但是玻璃因为质量重、易碎、成本高等不足,而使它的使用范围有一定的局限性;我公司开发的平板玻璃透镜把重量、价格和产能都攻刻了。
C.PC或PMMA材料此两种材料同属于光学塑胶类,可以通过注塑完成产品成型,容易实现非球面聚光,减少光斑的黄晕斑现象; 但是PC及PMMA的穿透率仅次与玻璃,耐温也不及玻璃材料的缺缺点; 但是PC及PMMA就物料及生产成本来讲是具有显著的优势;
二, 路灯透镜的规格
I角度规格
a. 因为不同道路有不同的光学需求,比如:路灯高度、路灯杆之间的距离、道路的种类(主干路、干路、支路、庭院小区等),因此路灯透镜的角度要求也不尽相同;
b. 一般来讲,路灯透镜的聚光角度规格为:60度、80度、100度、120度几种; 1(3( 一般主干路路灯杆高度为10-12M,路灯杆相距为30-35M,由此推算出路灯透镜角度需求为100-120度;
II光斑规格
a.圆形光斑,一般应用于庭院小区道路;照射范围及照度要求不是很高; 2(2( 椭圆形光斑(如仁达光电路灯透镜型号ST-V20H-LT2060)一般应用于机动车或非机动车道,有效克效了圆形光斑照射时,圆与圆相接的地方两侧会有一个暗区,整条道路上,光线没有很好的均匀分布或是圆形光斑的一部分光线超出了道路面而没有真正利用起来; 2(3( 矩形光斑,应用于机动车道,有效地利用LED的光线,聚光后的光线均匀分布在路面上,光斑均匀;
b.路灯透镜相对来说要求的是光线利率及聚光角度以及光斑的均匀度,对于路面上的照度值是否达标,此是路灯厂家需要设计考虑的问题(如功率大小、不同品牌LED的选用、不同LM值的LED选用等)
III透镜外型规格
a.单个透镜
b.以多个的单个路灯透镜组合使用(透镜与LED一对一),这种的优点在于它的使用灵活性;
c.比如:想选多少个LED就使用多小个LED透镜,想怎么排列(lay out)就怎么排列;
IIII路灯透镜模组(多头)
a.为了有效的利用灯具的空间,降低灯具的结构大小及重量,目前相当一部分厂家都首先路灯透镜模组,其中又以4*7的结构28头为多;
b.路灯透镜模组还可以配合实现灯具的防水结构;


LED道路照明系统的光学设计及发展趋势
1、LED道路照明系统的背景介绍
为了满足城市道路照明设计标准,传统的道路照明灯具往往采用耗电200瓦以上含水银的灯泡。相比之下,到2009年,市场上发光二极管(LED)的光学效率已经超过了100lm/W,这意味着采用LED作光源的路灯,其耗电量将会大大的减少。由于LED的超长寿命、不含汞和节能的特性,采用LED作光源的路灯来取代传统的LPS(低压钠灯)或MH(金属卤化物灯)是很好的选择。目前,LED路灯在世界上各个国家都进行了测试。为了解决能源紧缺和温室气体的排放问题,LED路灯在一些地方已经实用化,其中中国、北美以及欧洲的一些地区和都市的政府进行了积极的推广。
由于市场上出厂的LED大部分都是呈郎伯型(Lambertian distribution)分布,中心光强比较强,而且是对称的圆形光斑分布,不能直接用于道路照明。为了满足城市道路照明设计标准,LED路灯需要进行二次光学设计,以产生一个长方形、均匀分布的光斑,其配光曲线需要呈蝙蝠翼的形状。另外,光学设计的好坏直接决定了LED路灯的效率,有的LED路灯加上了设计不好的二次透镜之后,有些光在透镜里面多次反射后损耗掉了或者是不能配到有效的区域,有些二次透镜虽然光斑形状和均匀度都可以,但出光效率却降低了将近一半。还有,光学设计的好坏也均定了LED路灯有无眩光,有的设计得不好的透镜,虽然也可以产生一个长方形、均匀分布的光斑,配光曲线也可以呈蝙蝠翼,但由于没有采用截光设计,导致沿道路方向75~90范围的出射光还是很多,这样就会给远处的车辆或行人造成眩光。
好的光学设计应充分利用LED光源面积小这一优点,充分考虑光的利用率,将所有从LED芯片发出的光都分配到路面上,形成一个均匀度好、无眩光、配光曲线呈蝙蝠翼的光斑。本文将基于这些因素来探讨LED道路照明系统的光学系统设计及发展趋势。
2、 自由曲面二次光学的设计方法
由于道路照明要求路灯的光斑是长方形,在垂直于道路的方向,其出射的光束是会聚的,而沿着道路的方向,其出射光束是发散的,并且有一个很大的视角。对于这种一个方向是会聚而另一个方向是发散的配光,那么所对应的透镜,其在垂直于道路方向的剖面应该是个正透镜,而沿着道路的方向的剖面应该是个负透镜,所以透镜的整体可以用一个不规则的自由曲面来表述。
利用上述的(1)~(9)关系式,结合曲面控制网格的节点法线矢量的匹配法,可以计算出曲面上各个点的法线矢量,从而得出各点的轮廓线,进而构成完整的自由曲面。具体的曲面控制网格的节点法线矢量的匹配法如以下所述:
当曲面建模完成之后,将透镜的3维模型输入到光度分析软件例如LightTools[4]中进行光线追迹和光度分析,图 5为透镜的计算机模型及光线追迹,这里模拟采的LED模型为光通量
图8为整个LED灯头的计算机建模及光线追迹。因为长方形光斑及蝙蝠翼配光曲线的配光早已在单颗透镜上实现,灯头的结构只要把这些二次透镜模组按照相同的方向排列组装在PCB上即可,这样使得LED路灯的散热比较容易实现。只要这些透镜模组的方向一致,PCB板的形状可以是个种各样的,譬如椭圆形、长方形、星形、花形或动物形,不影响整体灯头的配光结果。
LED灯头在12米远处的光斑形状和照度分布如图9所示,图10为此灯头的光强的远场角度分布,由图中可见,整灯的光斑形状及配光曲线的形状同单颗透镜是一样的,不同的是整灯的照度值和辐射强度值根据LED数量多少乘一个比例。
3、 LED道路照明系统的光学技术的发展趋势
由于所谓的二次光学是在加在LED原有的一次光学透镜之上的用来配光的二次光学透镜,二次光学和一次光学之间或多或少的总存在一些耦合损耗的不利因素。随着封装技术和精密注塑成型技术的进步,用来配光的二次光学和LED芯片可以直接封装在一起,以消除这部分的耦合损耗,即直接在一次光学透镜上作配光。未来LED路灯的配光的趋势有以下两种: 3.1 直接在一次光学透镜上作配光
由于直接在LED的一次透镜上面完成了配光设计,单个LED光学模组的尺寸大大的减小,并且大大减少了二次光学透镜所带来的光效上的损耗,从而可以大大简化LED路灯的装配机构。
图13单颗LED模组的光线追迹
一次光学透镜的曲面计算采用同上述的二次光学透镜的曲面一样的计算方法,计算结合了边缘光学原理以及曲面控制网格的节点法线矢量相匹配的方法,曲面的各网格线的轮廓经计算之后,再利用3维造型软件蒙上蒙皮,填充后生成透镜实体。一次透镜的建模完成之后,再将LED光学模组的实体输入到LightTools软件中进行光线追迹如图13所示。
为整灯的建模及光线追迹,由于没有尺寸较大的二次光学,灯头的结构变得比较简单而且尺寸可以做得比较小(在散热允许的条件下)。灯头的组成只要把这些LED模组按照相同的方向排列组装在PCB上即可。
LED灯头在12米远处的光斑形状和照度分布如图17所示,图18为此灯头的光强的远场角度分布,由图中可见,整灯的光斑形状及配光曲线同单颗透镜是一样的,不同的是整灯的照度值和辐射强度值根据LED数量多少乘一个比例。
3.2一次光学配光透镜的模块化
除了采用分立的二次和一次光学透镜,透镜的配光可以采用模块化的设计,由于透镜采用了模块化的设计,不同数量的模块可以组成不同规格和不同输出功率的符合不同等级道路照明设计要求的路灯。另外透镜模块除了配光的作用之外,还兼顾了防水、防尘,可以直接裸露在外,从而可以省去了最外面的玻璃灯罩,避免了玻璃灯罩所附加的菲涅尔损耗。另外模块化设计的一次配光透镜,由于每个透镜单元的尺寸及透镜单元之间的间距比较小,每个透镜单元可以使用小功率的LED芯片,以解决散热所引起的光衰的问题。
4、结论
本文探讨了一种LED路灯的自由曲面透镜的设计方法,透镜曲面的设计结合了边缘光线原理及曲面控制网格的节点法线矢量的匹配法,设计出来的二次光学透镜的均匀度较好,配光曲线呈蝙蝠翼分布。
由于二次光学和一次光学之间或多或少的总存在一些耦合损耗的不利因素。随着封装技术和精密注塑成型技术的进步,用来配光的二次光学和LED芯片可以直接封装在一起,以消除这部分的耦合损耗,直接在一次光学透镜上作配光是一种趋势。另外透镜的模块化也将是配光技术的一种趋势,由于透镜采用了模块化的设计,采用不同的模块可以组成不同规格和不同输出功率的符合不同道路照明设计要求的路灯。另外透镜模块除了配光的作用之外,还兼顾了防水、防尘,可以直接裸露在外,从而可以省去了最外面的玻璃灯罩,避免了玻璃灯罩所附加的菲涅尔损耗。

道路照明施工的内容

道路照明施工是指对道路上的照明设施进行安装、维护或改建的工作。
道路照明的施工包括以下几个方面:

  1. 照明设备安装:包括安装路灯、电缆、电缆槽、照明控制箱等设备,并连接电源线路。
  2. 设备调试:在安装完成后,需要进行设备的调试工作,确保灯光的亮度、角度和覆盖范围等均符合设计要求。
  3. 线路铺设:将电缆按照设计要求进行敷设,并进行绝缘处理和固定,以确保电力传输的安全和稳定。
  4. 施工安全:道路照明施工需要注意施工人员的安全,在施工过程中需要设置警示标志和警示灯,以提醒过往车辆和行人注意施工区域。
  5. 环境保护:在施工过程中,需要遵守环境保护法规,做好垃圾分类工作,减少对环境的污染。

道路照明施工需要符合相关的技术标准和安全规范,施工人员需要具备相关的专业知识和技能。施工单位应该做好施工组织,合理安排施工进度和资源,确保施工质量和安全。

道路照明施工的内容
道路照明施工的内容
玻璃透镜的制造及镀膜的基本知识
玻璃透镜怎么生产岀来?

玻璃透镜的生产一般包括以下步骤:

  1. 原料准备:选择适当的玻璃材料作为透镜的原料,根据需要的透镜形状和性能选择合适的原料。
  2. 熔融玻璃:将玻璃原料放入特制的玻璃熔炉中,加热至高温,使玻璃原料熔化成液态。
  3. 成型透镜:将熔融状态的玻璃倾倒到特制的模具中,模具可以根据需要制作出透镜的形状和曲率。
  4. 冷却固化:模具中的玻璃逐渐冷却和凝固,形成透镜的基本形状。
  5. 磨削和抛光:通过机械磨削和抛光的方式,对透镜进行加工和精细修饰,以获得所需的光学精度和光滑度。
  6. 镀膜处理:根据需要,在透镜表面进行镀膜处理,以提高透镜的光学性能,如反射率、透过率等。
  7. 检测和调试:对生产出的透镜进行光学性能的检测和调试,确保透镜符合设计要求。
  8. 包装和质量检验:对最终生产好的透镜进行包装和质量检验,确保透镜的完好无损和性能稳定。

以上是一般的玻璃透镜的生产过程,不同类型的透镜可能会有些差异。此外,还需要参考专业的生产工艺和设备,以确保有良好的生产质量和效率。

玻璃透镜优势
玻璃透镜连板设计,突破了传统的模组采用的PC连板透镜,带来一种全新的体验,有效地克服了PC透镜的不良问题:
1、抗腐蚀能力:高硼硅3.4玻璃属于硼硅酸盐玻璃中的硼硅玻璃,耐酸耐碱,抗腐蚀性能优越。
2、耐温性强:相比PC透镜,其热膨胀系数较低,拥有良好的热稳定性,光学表面温度的变化小,保留原有的光学照明效果。
3、透光率高:常规PC透镜透光率在85%左右,造成光照的浪费,玻璃透镜透光率为90-93%,镀加增透膜后可高达97%。
4、相比于PC透镜,玻璃透镜不会产生老化/黄化现象,从而影响透镜透光率。5、相比于PC透镜,玻璃透镜不会吸附灰尘,并且方便清洗。

光学透镜的表面质量指的是什么?
光学透镜的表面质量指的是什么?

学透镜的表面质量用来衡量光学透镜表面特性,并且涵盖了一些划痕和坑点等瑕疵。这些表面的大部分瑕疵纯粹是表面上的瑕疵,并不会对系统性能产生很大的影响,虽然,它们可能会使系

统通光量出现微小的下滑,使散射光出现更细微的散射。然而,有些表面会对这些影响更敏感,如:

(1)图像平面的表面,因为这些瑕疵会产生聚焦

光学透镜的表面质量指的是什么?

(2)具有高功率级别的表面,因为这些瑕疵会增加能量吸收并毁坏光学透镜。

表面质量常用的规格是由MIL-PRF-13830B说明的划痕和坑点规格。通过将表面的划痕与在受控的照明条件下提供的一系列标准划痕进行对比, 来确定划痕名称。因此, 划痕名称不是描述其

玻璃透镜怎么生产岀来

实际的划痕, 而是根据MIL规格将其与标准的划痕进行比较。然而, 坑点名称直接与表面的点或小坑有关。坑点名称是通过以微米计的坑点直径除以10来计算的,通常划痕坑点规格在80至50

之间将视为标准质量,在60至40之间为精确质量,而在20至10之间将视为高精度质量。

玻璃透镜怎么生产岀来
非曲面镜片成像原理

一【什么是非球面镜片】

顾名思义,非球面镜片它的表面弧度与普通球面镜片不同,为了追求镜片薄度就需要改变镜片的曲面,而以往采用球面设计,使的像差和变形增大,结果出现明显的影像不清,视界歪曲、视野狭小等不良现象。现在非球面的设计,修正了影像,解决视界歪曲等问题,同时,使镜片更轻、更薄、更平。而且,仍然保持优异的抗冲击性能,使配戴者安全使用。

玻璃透镜怎么生产岀来

二【非球面镜片的优点】

传统的球面镜片,镜片周边看物体有扭曲的现象,限制了配戴者的视野,在科技不断进步的时代,非球面设计这一光学奇迹,将镜片边缘像差减到最底,使它宽阔视野可以满足顾客的需求。非球面镜片的表面弧度是非球面设计的,这种设计比起球面设计镜片的优点是: 1、更清晰:经过特有的镀膜处理的非球面镜片更拥有完美的视觉表现,呈现更清晰,舒适的视觉效果。

2、更轻松:戴上非球面镜片后几乎感觉不到它的存在,它为您的眼睛减肥,尽情享受它带给您的轻松随意。

3、更自然:非球面的设计,更自然,视觉变形少,视物更逼真。

三【球面和非球面的区别】

1、同等折射率的镜片非球面比球面更薄!

2、非球面镜片相对比球面镜片更轻!

3、非球面镜片看东西不易变形!

4、非球面镜片由于采用不变形设计,这样也最大限度的减少了我们人眼睛由于长期戴眼镜导致眼球外凸的问题!

5、非球面对于青少年来说,由于看东西更真实,眼睛不易疲劳从而降低了度数增加的速度!也称之为青少年视力保护镜片!

说的简单点就是:球面镜片相当于我们过去老式的黑白电视机,屏幕是凸出来的,看东西边缘容易变形,而非球面就相当于现在的液晶纯平之类的,看东西比较真实自然!

四【球面镜片与非球面镜片的简易鉴别方法】

镀膜玻璃透镜

肉眼观察法。同一材料、同一度数的球面与非球面相比,非球面镜片更平、更薄、视物更逼真、更自然舒适。如果对着灯管观看镜片镀膜形状,一般是球面镜片反射的灯管较直(高屈光度镜片除外);而非球面镜片由于表面各部位曲率不同,灯管形状弯曲度较大。 

光学玻璃透镜的加工工艺
非球面镜片相关知识

1,技术原理

非球面透镜,曲率半径随着中心轴而变化,用以改进光学品质,减少光学元件,降低设计成本。非球面透镜相对于球面透镜具有独特的优势,因此在光学仪器、图像、光电子工业得到了广泛的应用,例如数码相机、CD播放器、高端显微仪器。   

2,对比优势   

a 球差校准   

非球面透镜用以替换球面透镜,最显著的优势在于可以修正球面透镜在准直和聚焦系统中所带来的球差。通过调整曲面常数和非球面系数,非球面透镜可以最大限度的消除球差。非球面透镜(光线汇聚到同一点,提供光学品质),基本上消除了球面透镜所产生的球差(光线汇聚到不同点,导致成像模糊)。   采用三片球面透镜,增大有效焦距,用于消除球差。但是,一片非球面透镜(高数值孔径,短焦距)就可以实现,并且简化系统设计和提供光的透过率。   

b 系统优势   

非球面透镜简化了光学工程师为了提高光学品质所涉及的元素,同时提高了系统的稳定性。例如在变焦系统中,通常情况下10片或者更多的透镜被采用(附加:高的机械容差,额外装配程序,提高抗反射镀膜),然而1片或者2片非球面透镜就可以实现类似或更好的光学品质, 从而减小系统尺寸,提高成本率,降低系统的综合成本。

3,成型工艺   

a 精密玻璃模压成型   

精密玻璃模压成型,是将玻璃材料加热至高温而变得具有可塑性,通过非球面模具来成型,然后逐步冷却至室温。目前,精密玻璃模压成型,不适用于直径大于10mm的非球面透镜。但是,新的工具、光学玻璃和计量过程,都在推动该项技术的发展。 精密玻璃模压成型,虽然在设计初期时成本较高(高精密的模具开发),但是模具成型后,生产的高品质产品可以平摊掉前期的开发成本,特别适合于需要大批量生产的场合。   

b 精密抛光成型   

研磨和抛光一般适用于一次生产单片非球面透镜的场合,随着技术的提高,其精度越来越高。最为显著,精准抛光由计算机进行控制,自动调整以实现参数优化。如果需要更高品质的抛光,磁流变抛光(magneto-rheological finishing)将被采用。磁流变抛光相对于标准抛光而言,具有更高的性能和更短的时间。精密抛光成型,需要专业的设备,目前是样品制作和小批量试样的首要选择。   

c 混合成型   

混合成型,以球面透镜为基底,通过非球面模具在球面透镜表面压铸并采用紫外光固化上一层高分子聚合物的非球面体。混合成型,一般采用消色差球面透镜为基底,表面压铸一层非球面,用以实现同时消除色差和球差。图7是混合成型非球面透镜的制造工艺流程。混合成型非球面透镜, 适用于需要附加特性(同时消除色差和球差),大批量制造的场合。   

d 注塑成型   

除了玻璃材质的非球面透镜,还存在塑料材质的非球面透镜。塑料成型,是将熔融的塑料注射入非球面模具中。相对于玻璃,塑料的热稳定性和抗压性较差,需要经过特别处理,以得到类似的非球面透镜。然而,塑料非球面透镜最大的特点是成本低、重量轻、易成型,广泛应用于光学品质适中、热稳定性不敏感、抗压力不大的场合。   

4,选择依据   各种类型的非球面透镜,都有其自身的相对优势。因此针对不同的应用场合,选择合适的产品就现得很重要。主要的考虑因素,包括:批量、品质和成本。   

a 精密玻璃

成型非球面透镜, 具有批量化生产和热稳定性高的特点,适合于批量大、品质高、热稳定性高的场合

b 精密抛光成型非球面透镜,具有制样周期短和不需要模具的特点,适合于样品制作和小批量试样的场合

c 混合成型非球面透镜,具有球差和色差同时校准的特点,适合于宽光谱、批量大、品质高的场合   

d 塑料成型非球面透镜,具有成本低和重量轻的特点,适合于批量大、品质适中、热稳定性不高的场合   需要定制非球面透镜时(没有标准产品或者库存产品不足),开发成本、试样成本、批量化价格、交货周期等因素都要考虑在内。