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无极变焦方案,变是永恒的不变
发布时间:2019-09-10     阅读:24次

无极变焦透镜的开发背景分析

经过恒坤光电|HercuLux Optics 的研发设计团队两年多的共同努力,恒坤光电|HercuLux Optics 无极系列二代变焦透镜终于和大家见面了。无极系列二代变焦透镜需要和分享的资料比较多,因此将这一系列资料《变,是永远不变的主题》整理为四个部分:开发背景分析、对应市场痛点而设计的无极变焦方案、专利规划与布局、无极变焦透镜的产品规划。首先我们先来分享《变,是永远不变的主题》之开发背景分析。

变焦透镜作为一种从成像光学中衍生出来的照明透镜,其概念从人类电器照明开始以来就一直在使用。

变焦灯具由于其工程安装灵活、适应性强、物料备货简单等特点,整个灯具的全产业链都迫切需求与变焦灯具相适应的变焦透镜的出现。但是LED照明已发展多年,这样的透镜与灯具一直没有在行业中推广成功,特别是在商业店铺照明等对光斑截止性要求较高照明领域内没有成功的推广。

市场上常见的LED变焦透镜类型有:凸透镜变焦、蛙眼透镜变焦(类凸透镜)、 菲涅尔透镜变焦、传统鳞片透镜。下面我们来逐个分析。

凸透镜变焦

蛙眼透镜变焦(类凸透镜)

菲涅尔透镜变焦

传统鳞片透镜

对光斑截止性要求较高的变焦市场的痛点可以归纳为以下四点:

恒坤光电|HercuLux Optics如何解决市场痛点?如何实现高光效、短行程、变焦能力强、光斑截止性好且其各项光学指标能够接近或者部分超过现有的KA鳞片定焦透镜呢?

无极变焦透镜的光学解决方案

高效率(90%)——在变焦的过程中通过合理分配反射光和折射光的比例实现变焦,而非主动损失(或扔掉)光能实现变焦,从而实现高效率。

短行程——在较短行程内将中间折射光的角度设计的变化更大,使得最小角度和最大角度行程差在较短范围内。

截止性较好与大角度光斑中心饱满(变焦能力强):

光斑截止性是由中间折射光产生的;考虑整体变焦效果的前提下,通过在折射光出光面,加适当的复眼优化光斑边缘使截止性比较适中。

创新性的在透镜表面加上了二维的匀光微结构,使得光线得到柔和的基础上,中心光强能够得到保证;特别是对大角度中心光斑有一定的补偿作用,使得大角度光斑中心饱满。

附加优势——防眩效果更好

在变焦的过程中,小角度其主光线基本沿光轴方向出射,大角度其主光线是远离遮光罩方向偏折,不管大角度还是小角度只有较少的光线碰到遮光罩,与传统KA透镜相比较可以和较深的防眩罩搭配,从而实现较好的防眩效果。

无极变焦系列结构介绍

结构设计原则

在现有KA灯体基础上做尽量少的改动即可直接替换透镜。

变焦方法:

转动透镜,透镜支架与光源支架因滑槽的配合方式带动透镜上下移动。

优点:

一、操作方便,结构简单。

二、在原有灯具上做方案替换成本低

三、关联式定位,调节精度高。

四、与灯体结合形式灵活。

结构细节

结构为关联装配形式,组装后形成一个整体单元。本体之间均为卡合式,组装简单。透镜支架与透镜为内扣式固定,不占用透镜尺寸,比如:75的透镜装上支架后口径仍然是75。


齿形滑槽可增加调节手感和阻尼感,防止调节位置非人为变动。

光源支架固定螺丝孔间距为35mm,  满足ZHAGA标准。(45口径因外围尺寸限制,固定螺丝孔间距为25mm)

灯具结构示例

极变焦方案光斑效果

光斑效果为无极变焦透镜,72@33尺寸,搭配LES 11mm COB实拍效果图。

产品规格系列

根据照明行业对常用灯具功率及尺寸的需求,无极变焦系列透镜的公模产品,规格如下:

注:使用推荐光源尺寸范围的,光学效果比较好。

D75透镜尺寸及变焦光源位置

D62透镜尺寸及变焦光源位置

D55透镜尺寸及变焦光源位置

D45透镜尺寸及变焦光源位置

无极变焦与KA定焦的实测对比


总结:

经过理论设计以及实际测试,无极变焦系列(75@34、72@33、62@28、55@25、45@20)皆达到了设计需求(即搭配合适的光源变焦范围为15°~36°),光斑截止性适中,效率在90%左右,可替换对应尺寸的恒坤KA系列(75@31、72@33、62@31、55@24)。无极变焦系列更小尺寸D35现也开发出来了,欢迎大家索样!

专利布局特点

创新是恒坤发展的原动力,恒坤对专利部分尤其重视。截止目前恒坤光电|HercuLux Optics总计申请专利200多项,获得授权专利150余项,其中发明专利10余项,实用新型80余项,外观专利50余项。恒坤生产的每一个产品都有着自己的专利,用好产品诠释工匠精神,拒绝抄袭,严守行业底线。

恒坤无极变焦方案历时两年多的研发,公司专利小组对这一创新性的产品进行了专利的挖掘,并且做了合理的专利布局。

专利检索-布局流程介绍

委托专业团队:四川力久律师事务所(具有专利代理和法律诉讼双资质)

组建专利专项小组:恒坤研发人员+专利情报分析师+专利代理师+专利律师

恒坤光电|HercuLux Optics董事长霍永峰先生牵头,定制了无极变焦方案的专利实施计划及方案。

无极变焦透镜方案共申请专利22项,可以从光学原理、结构形式、外观等多维度全方位对恒坤公司和使用恒坤此方案的客户进行保护。

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