無極變焦方案，變是永恒的不變

發(fā)布時間：2021-08-01

無極變焦透鏡的開發(fā)背景分析

經(jīng)過恒坤光電|HercuLux Optics 的研發(fā)設(shè)計團隊兩年多的共同努力，恒坤光電|HercuLux Optics 無極系列二代變焦透鏡終于和大家見面了。無極系列二代變焦透鏡需要和分享的資料比較多，因此將這一系列資料《變，是永遠(yuǎn)不變的主題》整理為四個部分：開發(fā)背景分析、對應(yīng)市場痛點而設(shè)計的無極變焦方案、專利規(guī)劃與布局、無極變焦透鏡的產(chǎn)品規(guī)劃。首先我們先來分享《變，是永遠(yuǎn)不變的主題》之開發(fā)背景分析。

變焦透鏡作為一種從成像光學(xué)中衍生出來的照明透鏡，其概念從人類電器照明開始以來就一直在使用。

變焦燈具由于其工程安裝靈活、適應(yīng)性強、物料備貨簡單等特點，整個燈具的全產(chǎn)業(yè)鏈都迫切需求與變焦燈具相適應(yīng)的變焦透鏡的出現(xiàn)。但是LED照明已發(fā)展多年，這樣的透鏡與燈具一直沒有在行業(yè)中推廣成功，特別是在商業(yè)店鋪照明等對光斑截止性要求較高照明領(lǐng)域內(nèi)沒有成功的推廣。

市場上常見的LED變焦透鏡類型有：凸透鏡變焦、蛙眼透鏡變焦（類凸透鏡）、菲涅爾透鏡變焦、傳統(tǒng)鱗片透鏡。下面我們來逐個分析。

凸透鏡變焦

蛙眼透鏡變焦（類凸透鏡）

菲涅爾透鏡變焦

傳統(tǒng)鱗片透鏡

對光斑截止性要求較高的變焦市場的痛點可以歸納為以下四點：

恒坤光電|HercuLux Optics如何解決市場痛點？如何實現(xiàn)高光效、短行程、變焦能力強、光斑截止性好且其各項光學(xué)指標(biāo)能夠接近或者部分超過現(xiàn)有的KA鱗片定焦透鏡呢？

無極變焦透鏡的光學(xué)解決方案

高效率（90%）——在變焦的過程中通過合理分配反射光和折射光的比例實現(xiàn)變焦，而非主動損失（或扔掉）光能實現(xiàn)變焦，從而實現(xiàn)高效率。

短行程——在較短行程內(nèi)將中間折射光的角度設(shè)計的變化更大，使得最小角度和最大角度行程差在較短范圍內(nèi)。

截止性較好與大角度光斑中心飽滿（變焦能力強）：

光斑截止性是由中間折射光產(chǎn)生的；考慮整體變焦效果的前提下，通過在折射光出光面，加適當(dāng)?shù)膹?fù)眼優(yōu)化光斑邊緣使截止性比較適中。

創(chuàng)新性的在透鏡表面加上了二維的勻光微結(jié)構(gòu)，使得光線得到柔和的基礎(chǔ)上，中心光強能夠得到保證；特別是對大角度中心光斑有一定的補償作用，使得大角度光斑中心飽滿。

附加優(yōu)勢——防眩效果更好

在變焦的過程中，小角度其主光線基本沿光軸方向出射，大角度其主光線是遠(yuǎn)離遮光罩方向偏折，不管大角度還是小角度只有較少的光線碰到遮光罩，與傳統(tǒng)KA透鏡相比較可以和較深的防眩罩搭配，從而實現(xiàn)較好的防眩效果。

無極變焦系列結(jié)構(gòu)介紹

結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

在現(xiàn)有KA燈體基礎(chǔ)上做盡量少的改動即可直接替換透鏡。

變焦方法：

轉(zhuǎn)動透鏡，透鏡支架與光源支架因滑槽的配合方式帶動透鏡上下移動。

優(yōu)點：

一、操作方便，結(jié)構(gòu)簡單。

二、在原有燈具上做方案替換成本低

三、關(guān)聯(lián)式定位，調(diào)節(jié)精度高。

四、與燈體結(jié)合形式靈活。

結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)

結(jié)構(gòu)為關(guān)聯(lián)裝配形式，組裝后形成一個整體單元。本體之間均為卡合式，組裝簡單。透鏡支架與透鏡為內(nèi)扣式固定，不占用透鏡尺寸，比如：75的透鏡裝上支架后口徑仍然是75。

齒形滑槽可增加調(diào)節(jié)手感和阻尼感，防止調(diào)節(jié)位置非人為變動。

光源支架固定螺絲孔間距為35mm, 滿足ZHAGA標(biāo)準(zhǔn)。(45口徑因外圍尺寸限制，固定螺絲孔間距為25mm)

燈具結(jié)構(gòu)示例

極變焦方案光斑效果

光斑效果為無極變焦透鏡，72@33尺寸，搭配LES 11mm COB實拍效果圖。

產(chǎn)品規(guī)格系列

根據(jù)照明行業(yè)對常用燈具功率及尺寸的需求，無極變焦系列透鏡的公模產(chǎn)品，規(guī)格如下：

注：使用推薦光源尺寸范圍的，光學(xué)效果比較好。

D75透鏡尺寸及變焦光源位置

D72透鏡尺寸及變焦光源位置

D62透鏡尺寸及變焦光源位置

D55透鏡尺寸及變焦光源位置

D45透鏡尺寸及變焦光源位置

無極變焦與KA定焦的實測對比

總結(jié)：

經(jīng)過理論設(shè)計以及實際測試，無極變焦系列（75@34、72@33、62@28、55@25、45@20）皆達(dá)到了設(shè)計需求（即搭配合適的光源變焦范圍為15°~36°），光斑截止性適中，效率在90%左右，可替換對應(yīng)尺寸的恒坤KA系列（75@31、72@33、62@31、55@24）。無極變焦系列更小尺寸D35現(xiàn)也開發(fā)出來了，歡迎大家索樣！

專利布局特點

創(chuàng)新是恒坤發(fā)展的原動力，恒坤對專利部分尤其重視。截止目前恒坤光電|HercuLux Optics總計申請專利200多項，獲得授權(quán)專利150余項，其中發(fā)明專利10余項，實用新型80余項，外觀專利50余項。恒坤生產(chǎn)的每一個產(chǎn)品都有著自己的專利，用好產(chǎn)品詮釋工匠精神，拒絕抄襲，嚴(yán)守行業(yè)底線。

恒坤無極變焦方案歷時兩年多的研發(fā)，公司專利小組對這一創(chuàng)新性的產(chǎn)品進行了專利的挖掘，并且做了合理的專利布局。