“草帽”(倒锥)LED的优点是什么?


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具有凹锥形透镜的LED​​有时称为“草帽” LED。与更常见的半球镜相比,有什么优势?

这种类型的LED的一个例子


“凹”?你可以附上图片吗?Google图片搜索仅能找到短而凸的镜片。
endlith 2011年

搜索“凹圆柱” LED。我曾经有一个,但是现在我只有“短而凸的”(在一个地方叫做“头盔”,但是以“草帽”的形式卖给我)。也许“头盔”样式使用更少的塑料提供了类似的照明模式?
joeforker 2011年

出于显而易见的原因,在光电业务中,与您提供的照片中显示的镜头类型相对应的术语是“凹透镜”。由于相对粗略的公差,在设备主体的圆柱轴方向会发射大量的光,但是凹痕还会在360度的径向范围内散布光,使这种LED近似于LED的全向发射模式。白炽灯泡。
Andrew P.

Answers:


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草帽LED透镜的光分布图案比典型的半球透镜要均匀得多。半球透镜通常将光聚焦到大约20度左右的狭窄圆锥体中。效果很好的一种应用是圣诞树灯。草帽透镜使LED像白炽灯泡一样散光。


投反对票是因为@RussellMcMahon的答案是正确的
Volker Siegel

@VolkerSiegel您能解释一下我对答案的不正确之处,以便我可以解决吗?
W5VO

这种构造的目的是将光线直接引导到侧面。在问题图片中,您会看到LED顶部的三角形部分看起来反射了。实际上,这是一个将光以90度角引导到周围侧面的反射器。在此图片上,LED会将部分光导向观看者。该镜子实际上只是透明材料和空气的边界。这个不明显的镜子,以及效果仅部分起作用的事实,使得很难看到它是如何使用的。有关更多详细信息,请参见@RussellMcMahon的图像。
Volker Siegel 2014年

@VolkerSiegel我了解所讨论的特定LED的工作方式,并且我也看到了一些工作中的LED(顺便说一下,如圣诞树灯)。问题是“草帽LED的优点是什么?”,答案是更宽的视角。当然,拉塞尔(Russell)会详细介绍,但我看不出答案有什么问题。
W5VO

嗯,似乎我们对问题的答案有不同的解释;我将其读为“草帽LED的目的是什么”,并假设您会更读为“草帽LED的目的是有用的”。我可以看到您的权利和我的权利一样:)
Volker Siegel 2014年

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“草帽” LED通常是指与典型的5mm环氧LED相比,其外壳更短,更宽,更平坦的LED。主要特征是实现了非常宽的辐射角-通常为90度到160度的完整锥角。

但是,这并不是您在问题中描述的内容,并且没有人(截至2013年1月21日)实际上回答了您的要求。

大多数LED将成型透镜用作结构的一部分。
您所指的LED主要不使用透镜-而是使用内部反射镜-参见下图。

使LED对齐以垂直辐射(如图所示),来自管芯的光以相对较宽的角度垂直传播,并遇到镜面并几乎水平反射。由于来自裸片的光线不平行,它们将根据源和目的地以不同角度与反射镜相交,因此光线将在宽广的角度带或光环中传播。由于反射镜组件不透明,因此没有直接的正面辐射。由于LED体内的内部反射,各个角度可能会有一些前向辐射,但水平较低。

为什么这样 / 它是干什么用的?

  1. 因为他们可以。
  2. 有些人觉得它有用。例如,排列在仪表板后面并朝外的这些LED阵列将照亮面板后面的空腔。这可以作为正式或非正式的光导。

如果将此LED放置在较大的外部反射器中,则会将大部分光线放置在反射器表面上,且距离LED较近。因此,非常短的反射器可以很好地完成工作或将光束形成其他正向图案。

我见过专为警察使用的大功率LED手电筒。这些具有标准的广角SMD LED和深反射器,但绝大多数光是由LED以外的区域处理的。

在此处输入图片说明


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似乎在讨论草帽应该是什么样子。

在此处输入图片说明 在此处输入图片说明

两者都是草帽,但左边的是凹形的,而右边的是凸形的。搜索images.google.com几乎只能返回凸形的LED:

在此处输入图片说明

虽然经典的PTH LED更像“乌木帽子”,但它们的死角更靠近透镜,并且透镜的圆形度也较小。这产生了更大的辐射角,通常为120°至140°,而Elbonian LED的辐射角通常小于60°。



@joeforker:凹形的LED不会立即使我想起亚洲的锥形帽子。我认为“草帽”是一个错误选择的名称,因为它并不是明确的。(我喜欢“ Elbonian帽子”!)
Federico Russo


5

我是草帽的两个发明者之一。当早期的高亮度Nichia白色LED问世时,我的朋友John Mize成立了一家公司,使用T1-3 / 4s尺寸的LED制造LED手电筒。我们需要一种方法来迫使
光线充满手电筒的反射镜。约翰不是光学专家,他要我帮他的手电筒获取近乎准直的光束。

我们从一个标准的LED开始,并建造了一个台架,以将新的曲线磨削到库存LED的表面上。通过谨慎地使用全内反射,磨削散射和正向发射之间的平衡,我们可以在用于两个“ D”型单元闪光灯的标准手电筒反射器中获得相当不错的光束。我是教约翰有关TIR的人。我的名字没有像我做合同那样出现在专利中。

带圆锥形凹坑的LED是一个名为YAN的研究员的专利设计。审查员在专利审查阶段引用了Yan的装置对我们不利。我们必须提交答复,显示使用测角计扫描光束图案。我们的产品显示出比现有的“ YAN”设备显着的改进,否则该专利将被拒绝。

当约翰的主要被许可人坚持将生产转移到香港时,该设计很容易被复制,因为没有专利执行,有人花钱为这种形状制作了模具。

此后已被广泛复制和修改。

参见John v.Mize的US 6328456。


1
最好在个人资料中添加个人信息。问题应该没有噪音,回答问题,做您想做的事,但这只是指导。
电压峰值

也许Yan的设备应该称为“蚂蚁狮子” ​​LED
joeforker

3

原始问题的措词和图像存在矛盾:图像显示的不是“草帽”(又名“头盔”)透镜LED,而是“凹锥”或“倒锥”透镜LED。史蒂文(Stevenh)的回复显示了一个“草帽”透镜LED。

已经提到了这两种备用透镜形状的目的:改变光散射图案。根据所使用的特定几何形状,标准的圆顶LED通常会抛出明亮的视锥,其顶角在大约20到90度的范围内(或者,对于扩散类型,从该范围内的角度最清晰可见)。

草帽镜片投射出更宽或更近的半球形图案,该图案再次取决于确切的几何形状可能接近或超过120度。

但是,拉塞尔·麦克马洪(Russell McMahon)对倒锥透镜的描述并不十分准确-倒锥不是不透明的反射镜。因此,尽管该设计确实将大部分光投射在如图所示的稍微向前倾斜的带中,但仍有大量的光仍在更一般的向前方向上通过圆锥体。与草帽图案相比,总体而言,草帽图案通常不具有任何值得注意的亮环都在向前方向发光,并且通常在中央笔直方向上稍微亮一些。


2

LED形状:

“子弹”-(传统类型)为手电筒提供聚光灯光束

“草帽”-(较短的镜头)可提供更宽的泛光灯光束

“平顶”-(如前所述)发出宽广的光线

“倒锥”(在原始问题中显示)-全面向侧面照射光,但向前方照射较少

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