Was ist der Vorteil einer "Strohhut" -LED (invertierter Kegel)?

LEDs mit einer konkaven, kegelförmigen Linse werden manchmal als "Strohhut" -LEDs bezeichnet. Was ist der Vorteil gegenüber der häufigeren hemisphärischen Linse?

Die Strohhut-LED-Linsen haben ein viel gleichmäßigeres Lichtverteilungsmuster als die typischen Hemisphäre-Linsen. Die Hemisphäre fokussiert das Licht normalerweise auf einen schmalen Kegel von etwa 20 Grad. Eine Anwendung, die sehr gut funktioniert, sind Weihnachtsbaumbeleuchtungen. Die Strohhutlinsen lassen die LED wie eine Glühbirne streuen.

"Strohhut" -LED ist die Bezeichnung für LEDs, deren Hülle kürzer und breiter und flacher ist als die typische 5-mm-Epoxy-LED. Das Hauptmerkmal ist, dass ein sehr weiter Abstrahlwinkel erreicht wird - typischerweise 90 Grad bis 160 Grad voller Kegelwinkel.

Dies ist jedoch NICHT das, was Sie in Ihrer Frage beschrieben haben und niemand (Stand: 21. Januar 2013) hat tatsächlich geantwortet, was Sie gefragt haben.

Die meisten LEDs verwenden eine geformte Linse als Teil der Konstruktion.
Die LED, auf die Sie sich beziehen, verwendet nicht hauptsächlich eine Linse, sondern einen internen Reflektor (siehe Abbildung unten).

Wenn die LED so ausgerichtet ist, dass sie vertikal strahlt (wie gezeigt), bewegt sich das Licht vom Chip in einem relativ weiten Winkel vertikal und trifft auf eine Spiegelfläche und wird fast horizontal reflektiert. Da die Lichtstrahlen von der Düse nicht parallel sind, schneiden sie den Spiegel in Abhängigkeit von Quelle und Ziel in unterschiedlichen Winkeln, so dass das Licht in einem sehr breiten Winkelband oder Halo gestreut wird. Es gibt KEINE direkte Frontalstrahlung, da die Spiegelanordnung undurchsichtig ist. Aufgrund der internen Reflexion im LED-Körper kann es in allen Winkeln zu einer gewissen Abstrahlung nach vorne kommen, der Pegel ist jedoch niedrig.

Warum das machen? / Was wird es verwendet?

1. Weil sie es können.
2. Einige Leute finden es nützlich. Beispielsweise wird eine Reihe dieser LEDs, die hinter einer Instrumententafel angeordnet und nach außen gerichtet sind, den Hohlraum hinter der Tafel beleuchten. Dies kann als formeller oder informeller Lichtleiter dienen.

Wenn Sie diese LED in einem größeren externen Reflektor platzieren, wird der größte Teil des Lichts auf der Reflektoroberfläche in einem kurzen Abstand hinter der LED platziert. Ein sehr kurzer Reflektor kann also gute Arbeit leisten oder den Strahl in ein anderes Vorwärtsmuster umformen.

Ich habe Hochleistungs-LED-Taschenlampen gesehen, die für die Polizei entwickelt wurden. Diese hatten Standard-Weitwinkel-SMD-LEDs und tiefe Reflektoren, aber der größte Teil des Lichts wurde von der Region direkt hinter der LED gehandhabt.

Es scheint eine Diskussion darüber zu geben, wie ein Strohhut aussehen soll.

Beide sind Strohhüte, aber der linke ist konkav , während der rechte konvex ist . Beim Durchsuchen von images.google.com werden fast ausschließlich konvex geformte LEDs zurückgegeben:

Während die klassischen PTH-LEDs eher wie "Elbonianer Hut" aussehen , sind diese näher an der Linse und die Linse ist auch weniger abgerundet. Dies führt zu einem viel größeren Abstrahlwinkel von typischerweise 120 ° bis 140 °, während die Elbonian-LEDs häufig Abstrahlwinkel von weniger als 60 ° aufweisen.

Strohhut-LEDs haben einen größeren Betrachtungswinkel (normalerweise 100 Grad).

Ich bin einer der beiden Erfinder des Strohhutes. Als die frühen weißen LEDs von Nichia mit hoher Helligkeit herauskamen, gründete mein Freund John Mize eine Firma, die LED-Taschenlampen mit LEDs der Größe T1-3 / 4 herstellte. Wir brauchten einen Weg, das zu erzwingen
Licht dazu , den Reflektor der Taschenlampe zu füllen. John war kein Optics-Mitarbeiter und bat mich, bei der Beschaffung eines nahezu kollimierten Strahls für seine Taschenlampen zu helfen.

Wir begannen mit einer Standard-LED und bauten ein Rig, um eine neue Kurve auf die serienmäßige LED-Oberfläche zu schleifen. Durch sorgfältige Abwägung von Totalreflexion, Streuung beim Schleifen und Vorwärtsemission konnten wir in einem Standard-Taschenlampenreflektor, der für eine Zwei-D-Zellen-Taschenlampe vorgesehen ist, einen einigermaßen schönen Strahl erzielen. Ich bin derjenige, der John TIR beigebracht hat. Mein Name erscheint nicht im Patent, da ich die Vertragsarbeit erledigt habe.

Die LED mit der konischen Vertiefung ist ein patentiertes Design eines Kollegen namens YAN. Das Gerät von Yan wurde vom Prüfer in der Phase der Patentprüfung gegen uns angeführt. Wir mussten eine Antwort einreichen, die einen Goniometer-Scan der Strahlmuster zeigt. Wir zeigten eine erhebliche Verbesserung gegenüber einem "YAN" -Gerät, da das Patent sonst abgelehnt worden wäre.

Als Johns größter Lizenznehmer darauf bestand, die Produktion nach Hongkong zu verlagern, wurde das Design ohne weiteres kopiert, wo es keine Patentdurchsetzung gab, und jemand bezahlte dafür, dass Formen für die Form hergestellt wurden.

Es wurde seitdem weitgehend kopiert und modifiziert.

Siehe US 6328456, John v. Mize.

Die Formulierung und das Bild der ursprünglichen Frage sind widersprüchlich: Das Bild zeigt keine LEDs mit "Strohhut" -Linsen (auch "Helm" genannt), sondern LEDs mit "Konkavkegel" - oder "Umkehrkegel" -Linsen. Stevenhs Antwort zeigt eine LED mit "Strohhut" -Linse.

Der Zweck für beide dieser alternativen Linsenformen wurde bereits erwähnt: das Lichtstreuungsmuster zu ändern. Eine Standard-LED mit runder Oberseite wirft in der Regel einen hellen Kegel mit einem Scheitelwinkel im Bereich von etwa 20 bis 90 Grad, abhängig von der verwendeten spezifischen Geometrie (oder ist bei diffusen Typen aus Winkeln in einem solchen Bereich am hellsten sichtbar).

Eine Strohhutlinse projiziert ein breiteres, mehr oder weniger gleichmäßiges Halbkugelmuster, das sich je nach genauer Geometrie 120 Grad annähern oder übersteigen kann.

Die von Russell McMahon für die Linse mit invertiertem Kegel gegebene Beschreibung ist jedoch nicht ganz genau - der invertierte Kegel ist kein undurchsichtiger Reflektor. Während dieses Design den Großteil des Lichts in einem leicht nach vorne abgewinkelten Band projiziert, wie in der Abbildung gezeigt, geht dennoch eine erhebliche Menge Licht in den allgemeineren Vorwärtsrichtungen durch den Kegel. Dies führt auch zu einem mehr oder weniger halbkugelförmigen Projektionsmuster, das jedoch in Richtung der Peripherie heller ist und eine gewisse Unebenheit aufweist, die durch hellere und dunklere Ringe im Muster gekennzeichnet ist, verglichen mit dem Strohhutmuster, das insgesamt gleichmäßiger ist und im Allgemeinen keine aufweist Bemerkenswerte helle Ringe in Vorwärtsrichtung und in Geradeausrichtung in der Regel etwas heller.

LED-Formen:

"Bullet" - (traditioneller Typ) gibt Scheinwerferstrahl für Taschenlampen

"Strohhut" - (kürzere Linse) sorgt für einen breiteren Scheinwerferstrahl

"Flat Top" - (wie es heißt) gibt weit verbreitetes Licht

"Inverted Cone" (in der ursprünglichen Frage gezeigt) - gibt seitlich Licht rundum, aber weniger nach vorne