在LED的应用中,光学是灯具的灵魂。而光学透镜的主要作用在于对LED光源的光强分布进行二次光学设计。我们一般所说的透镜,默认指的都是二次透镜。通俗来说,带透镜和不带透镜的区别就在于,前者可控光,且光线均匀。透镜目前使用的材料主要有硅胶、PC(聚碳酸酯)、PMMA(亚克力)、玻璃四大类,各有优劣,但以PMMA(亚克力)为主。

接下来针对不同材料的透镜,看看各自的优缺点。

硅胶:耐高温可达300度,透光率约94%,常用于直接封装在LED芯片上,也可以用于UV透镜、室内体育照明和工矿照明。
缺点:质地较软,硬度低,膨胀系数大,较不受力,此外,带静电,容易沾灰尘。

PC:尺寸易控制,成本低,生产方便,同时它耐高温(150摄氏度以上),生产效率高,因此目前大部分的室外路灯、车灯结构都是采用的PC透镜。
缺点:透光率稍低(3mm厚度时穿透率91%左右)

PMMA:俗称亚克力,它是一种化学材料。化学名叫聚甲基丙烯酸酯,又称特殊处理的有机玻璃。主要优点是生产效率高,可以通过注塑、挤塑完成;透光率高(3mm厚度时93%以上),对光品质要求比较高的领域,例如室内照明、汽车大灯、背光通常使用PMMA透镜。也是市面上的主流透镜材质,不易刮花。
缺点;质脆易开裂,表面硬度高。不耐高温,热变形90℃,为了配合PMMA所能承受的温度范围,采用PMMA透镜时往往需要考虑到光源的输出功率。

玻璃:透光率高(3mm厚度时穿透率97%),耐高温约600℃,而且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,一般光学精密仪器上使用较多,在目前LED行业开始追求光品质的趋势下,玻璃透镜有着广阔的前景。
缺点:体积大质量重、形状单一、易碎、批量生产不易实现、生产效率低、成本高等。虽然目前国内已有极少厂家开始研发玻璃模造工艺,使用模具熔铸生产玻璃透镜,可生产各种形状、特殊表面的透镜,但目前此类生产设备的价格高昂,短期内很难普及。
根据以上的特点,我们还可以看到,一次透镜一般采用硅胶材料,但在二次透镜时,一般选用光学级PMMA或者PC;在特殊情况下(如需要耐高温的UV灯)可选择玻璃。