3 W 810 nm 3535 SMD-Infrarot-LED: Ein Vergleich von 30°-, 60°- und 120°-Kuppellinsen
Diese Familie von SMD-LED-Infrarot-LEDs basiert auf dem Standard-Hochleistungs-LED-3535-Keramiksubstrat (3,5 mm × 3,5 mm) und liefert 3 Watt optische Leistung bei einer Spitzenwellenlänge von 810 nm LED, die im für das menschliche Auge unsichtbaren Nahinfrarotbereich liegt. Das Paket verwendet eine Silikonkuppellinse, Golddrahtbonden mit 99,99 % Reinheit und eine Keramikbasis für hervorragende Wärmeableitung und gewährleistet so eine stabile Leistung über einen Betriebstemperaturbereich von –40 °C bis +80 °C. Der einzige Unterschied zwischen den drei Varianten besteht im Abstrahlwinkel der Kuppellinse, der die Verteilung des emittierten Lichts im Raum grundlegend verändert.
Die 30°-Kuppellinse erzeugt einen extrem schmalen und hochkollimierten Strahl. Dieses Design konzentriert den Großteil der Infrarotenergie in einem sehr kleinen Raumwinkel, was zu der höchsten Strahlungsintensität auf der Achse unter den drei Optionen führt, typischerweise etwa 150 Milliwatt pro Steradiant. Dadurch ist der beleuchtete Punkt zwar klein, die effektive Reichweite aber am größten. Dies macht die 30°-Variante zur ersten Wahl für Überwachungskameras für große Entfernungen, Iris- und Gesichtserkennungssysteme, Fingervenenauthentifizierung und alle Anwendungen, die eine präzise, laserähnliche Projektion von Infrarotlicht über mehrere zehn Meter erfordern. Der schmale Strahl bedeutet jedoch, dass der Abdeckungsbereich begrenzt ist, sodass er nicht für die Ausleuchtung breiter Szenen geeignet ist.
Die 60°-Kuppellinse schafft einen Mittelweg zwischen Strahlkonzentration und Abdeckung. Es bietet eine deutlich höhere Intensität auf der Achse als größere Winkel und verteilt das Licht dennoch über ein moderates Sichtfeld. Dieses Gleichgewicht macht es ideal für CCTV-Kameras mittlerer Reichweite, Bildverarbeitungssysteme, die eine fokussierte, aber etwas breitere Beleuchtung erfordern, Punktbeleuchtung in Bühnen- oder Industrieumgebungen und medizinische Instrumente, bei denen ein kontrollierter, aber nicht zu enger Strahl erforderlich ist. Die 60°-Version büßt im Vergleich zur 30°-Version etwas an maximaler Reichweite ein, bietet aber eine besser nutzbare Punktgröße für Ziele in mittlerer Entfernung, was sie zur vielseitigsten Wahl für viele Sicherheits- und Inspektionsanwendungen macht.
Die 120°-Kuppellinse erzeugt einen breiten, diffusen Flutstrahl, der das Infrarotlicht gleichmäßig über eine große Fläche verteilt. Die Intensität auf der Achse ist die niedrigste der drei, aber der Abdeckungsbereich ist am breitesten. Dieses Objektiv ist der Standard für allgemeine Infrarotbeleuchtung, wie z. B. Aufhelllicht für CCTV-Kameras, die große Szenen abdecken, Nachtsichtbeleuchtung für Parkplätze oder große Räume, Panelleuchten und Bildverarbeitungsanlagen, die eine gleichmäßige Beleuchtung über die gesamte Arbeitsfläche erfordern. Der 120°-Strahl eignet sich hervorragend für Nahbereichs- und Weitwinkelanwendungen, bei denen eine gleichmäßige Beleuchtung des gesamten Feldes wichtiger ist als die Spitzenintensität an einem einzelnen Punkt.
Hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften weisen alle drei Varianten die gleiche typische Durchlassspannung von 1,5 bis 1,6 Volt bei einem Antriebsstrom von 1000 Milliampere auf, wobei die maximale Durchlassspannung 1,8 Volt beträgt. Der Rückstrom ist vernachlässigbar und die Spitzenwellenlänge liegt eng bei 810 Nanometern der IR-LED mit einer Toleranz von ±5 Nanometern. Aufgrund der optischen Extraktionseffizienz variiert die Gesamtstrahlungsleistung je nach Linsendesign leicht, typische Werte liegen jedoch zwischen 300 und 800 Milliwatt bei Nennstrom, wobei die 30°-Version oft die höchste Spitzenintensität pro Leistungseinheit liefert.
Bei der Wahl des richtigen Linsenwinkels kommt es einfach darauf an, den Strahl an die Anwendung anzupassen. Für extreme Entfernungen und punktgenaues Anvisieren ist der 30° unschlagbar. Für einen Kompromiss zwischen Reichweite und Abdeckung ist der 60° das Arbeitstier. Für eine breite, gleichmäßige Ausleuchtung von Nahbereichsszenen ist 120° die offensichtliche Wahl. Alle drei sind im gleichen kompakten 3535-SMD-LED-Gehäuse erhältlich, und viele Anbieter können auf Anfrage auch kundenspezifische Abstrahlwinkel anbieten, wodurch diese LED-Plattform hervorragend an eine Vielzahl von Infrarotbeleuchtungsanforderungen angepasst werden kann.