编辑手记：近段时间微课堂的后台留言中，光学、透镜、反光杯等成为了高频词，一来表示越来越多小白加入到了照明行业中，二来也看出大家对于照明基础知识的渴求，毕竟万丈高楼平地起，打好基础十分重要。
今天我们重新整理了几年前，蒋超泽老师针对反光杯与透镜、基础的光学理论编写的一篇文章，希望能够给各位恶补一下这方面的知识。
蒋超泽
TAG工作室创始人
广东省光电技术协会副秘书长
广东省光电技术协会专家委员会委员
在LED照明的应用中，我们通常将灯具的光学设计分为一次光学、二次光学和三次光学，它们基本都有这几个作用和目的：
1.改变光型：决定光的方向和能量分布，实现指哪打哪的光应用，合理用光；
2.提高LED光利用率；
3.控制眩光、提供舒适的光环境；
4.保持或者完善LED芯片光品质。
那么不同材质、光效、光型的反光杯&透镜，都有哪些不一样的光学效果呢？
一次光学
目的是提高芯片出光率和简单光学应用，由封装厂家来完成。具有以下特点：
1.角度多是120°（当然也有80°或者150°等其他角度）
2.光是四处发散的，不好驾驭
3.眩光厉害，刺眼
4.光强比较低
5.多用于简单的照明应用
二次光学
在一次光学的基础上，通过光学设计，把LED发出的光导到需要的方向，简称“指哪打哪”，通过控光来合理利用光，由光学厂家来实现。
二次光学具有以下特点：
1.利用透镜&反光杯等多种器件来实现目的
2.光可控：定向应用，随意驾驭、控光精准、指哪打哪
3.光舒服：减少眩光，降低光污染，提供舒适、健康的照明环境
4.节能：光的有效利用率可以得到明显的提升
5.能根据各种应用需求：相应的做出场景照明，一颗LED芯，二次光学
6.为生活提供色彩斑斓的光艺术
三次光学
通过结构来完善整体灯具配光，由灯具厂家来解决，比如防眩结构、黄光的优化等等。
其中，二次配光是对灯具出光影响很大的一个过程，下面，我们主要来说说它。在前面提到，二次配光主要是通过透镜和反光杯等光学器具来实现，二者有何区别？
透镜：反射技术+介质间的作用，既有物理反应又有化学反应。从效果来看，光斑从中间往外有一个过渡，控光做得比较好。
反光杯：纯反射控光，但相对来说副光斑大，大部分的光通过杯面反射出去，光型由杯面决定，另外还有一部分光没有经过反射杯而直接出去，就是我们所说的副光斑，所以一般来说，反光杯的副光斑会比透镜更大一些。
两者效率上差不多，从光强来说，同样的角度，透镜由于控光更好，其光强会比反光杯高出10%-20%，需要说明的是，两者并无好坏之分，只是应用不同。
▲反光杯光型
大致上，透镜从应用上还可以分为这三种：
1.Lens TIR透镜：优势是出光效率高。
2.FRESNEL 菲涅尔透镜：出光一致、均匀，光型漂亮，但光效特别低，一般只有60%到70%。
3.TIR+FRESNEL 透镜：结合的是两者的优势，既有漂亮的光型，而且光效也能达到90%。
透 镜
材质：PC或PMMA及玻璃，模压注塑成型
1、单颗透镜
按照尺寸，大致有这几类：
直径≤10mm，微小透镜，一般配3535,1616小灯珠，在博物馆或者精品店小射灯中有大量应用。
10 mm＜直径＜25.4mm，中型透镜，多配3535、5050等灯珠，在户外景观、洗墙、小型导轨灯、射灯应用比较多。
直径≥25.4mm，主要搭配COB、大功率灯珠灯一起使用。
2、多颗组合透镜
既有独立的，相互之间不受影响，例如：
又有相互影响，少一个或多一个，出光就会有差别的：
3、多重组合透镜
这种在舞台灯光大量应用，有的多达5个光学器件，通过多重收光、控光来达到精准的效果，相应的，射程也会比较远。
4、支架组合透镜
二次光学跟三次光学的组合
5、反射器
材质：PC或铝制，模压注塑成型及旋压成型
反光杯
主要有以下几种材质：
1、耐高温PC真空铝电镀
PC高温模压注塑成型，真空铝电镀。
出光角度8-90°，效率最高在30-45°，这种材质的反光杯效率很高，可达94%。
在做高端出口一般要求做检测，比如说百格，质检标准每个器件本体不能有5个黑或亮点。
2、耐温高反光白色PC
PC高温模压注塑成型，不需要电镀，无需后加工，成本低。
反射器自身外表内透光，光线均匀，反射率高达94%，配光输出角度60-80°。
缺点：扩散性特别大，有的光不受控，只做相对大角度
3、铝制旋压
制作相对简单，铝箔旋压成型后表面阳极氧化或电镀，造价低。
缺点：有短路风险。
总结一下，不同品类的反光杯、透镜材质都不一样：
TIR 透镜：PMMA、PC、硅胶
反光杯：PC、铝
菲涅尔透镜：PC、玻璃
下面，我们来对比这几类材质的优缺点：
PMMA vs PC
PMMA是我们最常见的透镜材料，相比有更好的透光性、更高的效率、更强的抗紫外线能力，长时间使用不发黄。当然，它的耐热性差一点，但它对热量的自我吸收比较低，所以从抗温上来讲不会比PC低太多。
▲户外UV测试
光学硅胶vs 玻璃
硅胶是一种很优势很突出的光学材料，具有：
1.抗热，耐高温耐低温：-45°-200°
2.抗UV效果比PMAA更好，甚至可以做成UV透镜（在以前只能用玻璃来做）
3.灵活性强，能解决玻璃塑料硬而脆影响光学特性的问题
4.无垫片需求，透镜本身自带密封，防水等级IP67，而玻璃需要另外加密封环
5.正确设计下无需额外的诸如螺丝之类的安装件
6.相比玻璃更轻、更韧、光学角度更精准
7.一般应用：UV透镜、耐高温透镜，在室内体育照明、工矿照明有广泛使用。
