Quel est l'avantage d'une LED «chapeau de paille» (cône inversé)?

Les LED avec une lentille en forme de cône concave sont parfois appelées LED "chapeau de paille". Quel est l'avantage par rapport à la lentille hémisphérique plus commune?

Les lentilles à LED en forme de chapeau de paille ont une répartition de la lumière beaucoup plus uniforme que les lentilles hémisphériques classiques. La lentille hémisphérique focalise généralement la lumière dans un cône étroit d’environ 20 degrés. Une des applications qui fonctionne très bien est l’éclairage des arbres de Noël. Les lentilles de chapeau de paille font la lumière LED disperser comme une ampoule à incandescence.

"Chapeau de paille" LED est le nom généralement donné aux LED dont l'enveloppe est plus courte, plus large et plus plate que la LED époxy typique de 5 mm. La caractéristique principale est qu'un très grand angle de rayonnement est obtenu - typiquement un angle de cône plein de 90 degrés à 160 degrés.

CEPENDANT, CE N'EST PAS CE que vous avez décrit dans votre question et personne (à la date du 21 janvier 2013) n'a répondu à votre question.

La plupart des LED utilisent une lentille formée dans la construction.
La LED à laquelle vous faites référence n’utilise pas principalement un objectif, mais un réflecteur interne. Voir le schéma ci-dessous.

Lorsque la DEL est alignée pour rayonner verticalement (comme indiqué), la lumière de la matrice se déplace verticalement selon un angle relativement grand, rencontre une surface de miroir et se réfléchit presque horizontalement. Comme les rayons lumineux de la matrice ne sont pas parallèles, ils intersecteront le miroir à des angles différents en fonction de la source et de la destination, de sorte que la lumière sera diffusée dans une bande très large angle ou un halo. Il n’ya AUCUN rayonnement frontal direct car le miroir est opaque. Il peut y avoir un rayonnement direct à tous les angles en raison de la réflexion interne dans le corps de la LED, mais le niveau sera bas.

Pourquoi faire ceci? / A quoi cela sert?

1. Parce qu'ils peuvent.
2. Certaines personnes le trouvent utile. Par exemple, un ensemble de ces LED disposées derrière un tableau de bord et orientées vers l'extérieur éclairera la cavité derrière le panneau. Cela pourrait servir de guide de lumière formel ou informel.

Si vous placez cette LED dans un réflecteur externe plus grand, la plus grande partie de la lumière sera placée sur la surface du réflecteur à une courte distance de celle-ci. Ainsi, un réflecteur très court peut faire du bon travail ou transformer le faisceau en un autre motif en avant.

J'ai vu des torches LED haute puissance conçues pour la police. Ceux-ci avaient des LED SMD grand angle standard et des réflecteurs profonds, mais la très grande majorité de la lumière était gérée par la région située juste au-delà de la LED.

Il semble y avoir une discussion sur ce à quoi devrait ressembler un chapeau de paille.

Les deux sont des chapeaux de paille, mais celui de gauche est concave , tandis que celui de droite est convexe . La recherche d' images.google.com renvoie presque exclusivement des LED de forme convexe:

Bien que les LED PTH classiques ressemblent davantage à des "chapeaux Elboniens" , leur matrice est plus proche de la lentille et celle-ci est également moins arrondie. Cela donne un angle de rayonnement beaucoup plus large, typiquement de 120 ° à 140 °, alors que les DEL élboniennes ont souvent des angles de rayonnement inférieurs à 60 °.

Les LED à chapeau de paille ont un angle de vision plus large (généralement 100 degrés).

Je suis l’un des deux inventeurs du chapeau de paille. Lorsque des lampes blanches Nichia à haute luminosité ont été émises au début, mon ami John Mize a créé une entreprise qui fabriquait des lampes de poche à l'aide de lampes de taille T1-3 / 4. Nous avions besoin d'un moyen de forcer la
lumière à remplir le réflecteur de la lampe de poche. John n'était pas un spécialiste de l'optique et m'a demandé de m'aider à obtenir un faisceau presque collimaté pour ses lampes de poche.

Nous avons commencé avec une LED standard et avons construit une plate-forme pour rectifier une nouvelle courbe sur la surface du stock. En utilisant avec soin une balance entre la réflexion interne totale, la dispersion provenant du broyage et l’émission directe, nous pourrions obtenir un faisceau raisonnablement agréable dans un réflecteur de lampe de poche standard destiné à une lampe de poche à deux cellules "D". Je suis celui qui a enseigné TIR à John. Mon nom n'apparaît pas dans le brevet car j'ai effectué le travail sous contrat.

La LED avec la fosse conique est une conception brevetée par un collègue nommé YAN. Le dispositif de Yan a été cité à notre encontre à l'étape de la révision du brevet par l'examinateur. Nous devions envoyer une réponse montrant un balayage au goniomètre des diagrammes de faisceaux. Les nôtres ont montré une amélioration considérable par rapport à un dispositif «YAN» d'origine, sinon le brevet aurait été rejeté.

Lorsque le principal détenteur de licence de John a insisté pour transférer la production à Hong Kong, la conception a été facilement copiée là où il n'y avait aucune application de brevet, et quelqu'un a payé pour que les moules soient fabriqués pour la forme.

Depuis, il a été largement copié et modifié.

Voir US 6328456, John v. Mize.

Le phrasé et l'image de la question initiale sont en conflit: l'image montre non plus des diodes électroluminescentes à "chapeau de paille" (ou "casque"), mais des diodes électroluminescentes à "cône concave" ou "à cône inversé". La réponse de Stevenh montre un "chapeau de paille" à lentille LED.

Le but de ces deux formes de lentilles alternatives a déjà été mentionné: modifier le modèle de dispersion de la lumière. Une LED standard à sommet arrondi projette généralement un cône lumineux avec un angle au sommet compris entre 20 et 90 degrés environ, en fonction de la géométrie spécifique utilisée (ou, pour les types diffusés, est le plus brillamment visible sous un angle situé dans une telle plage).

Une lentille de chapeau de paille projette un motif hémisphérique plus ou moins large, qui, là encore, dépend de la géométrie exacte peut s’approcher ou dépasser les 120 degrés.

Cependant, la description donnée par Russell McMahon pour la lentille à cône inversé n’est pas assez précise - le cône inversé n’est pas un réflecteur opaque. Ainsi, bien que cette conception projette la majorité de la lumière dans une bande légèrement inclinée vers l'avant, comme indiqué dans le diagramme, une quantité importante de lumière traverse toujours le cône dans les directions plus généralement plus en avant. Cela se traduit également par un motif de projection plus ou moins hémisphérique, mais avec une lumière plus vive vers la périphérie et des irrégularités caractérisées par des anneaux plus clairs et plus sombres, par rapport au motif en chapeau de paille, qui est globalement plus uniforme, ne présente généralement pas les anneaux lumineux remarquables sonnent dans la direction avant et sont généralement un peu plus lumineux vers la direction centrale en ligne droite.

Formes de LED:

"Bullet" - (type traditionnel) donne le faisceau du projecteur pour les lampes de poche

"Strawhat" - (lentille plus courte) donne un faisceau de lumière plus large

"Flat Top" - (comme il est dit) donne une lumière large

"Cône inversé" (montré dans la question initiale) - donne une lumière latérale tout autour, mais moins vers l'avant