一种均匀发光的低眩光LED平板灯的制作方法

本实用新型涉及平板灯领域，尤其涉及一种均匀发光的低眩光LED平板灯。

背景技术：

随着科技水平的进步，人们的生活质量也越来越高。同时，随着LED技术与照明市场的日渐成熟，照明灯市场也逐渐细分成为智能、流通、商照、办公、家居等专业照明领域。

目前办公照明用侧发光类平板灯具发光模块主要采用光源加反光纸加导光板加扩散板三件套配合发光。其主要使用的技术是导光板在表面通过激光打点技术、通过导光板表面的丝印技术及免丝印技术。典型的侧发光平板灯如专利申请号201110116719.8，申请名称《LED平板灯》的实用新型专利中公开的LED平板灯，包括导光板及设置于导光板侧边的 LED模组，还包括一放置导光板及 LED模组的边框 ；一散热板 ；以及将边框及散热板固定在一起的锁紧卡扣，使得导光板及 LED 模组定位于边框及散热板之间。

随着人们对照明质量要求的提高，侧发光类平板灯因为其光源入射角度大而容易刺眼使得用户感到不适应，为此，需要能够均匀发光且低眩光度的灯。但是由于现有技术自身的局限，所以侧发光平板灯的出光率低、均匀性差、统一眩光值（UGR）高的缺点一直是目前技术无法解决的问题。按照目前的材料和技术，侧发光平板的透光率在80%左右，均匀性一般，UGR普遍高于22以上。

综上所述，目前的办公用测发光平板灯制造成本高、生产效率低、光效率低，无法满足现有专业照明要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种均匀发光的低眩光LED平板灯，旨在解决现有侧发光平板灯眩光度高的问题。

本实用新型是这样实现的：一种均匀发光的低眩光LED平板灯，包括为所述均匀发光的低眩光LED平板灯提供力学支持的框体；与所述框体相连的将电能转化为光能的光源模块；与所述光源模块相连并将所述光源模块发出的光线进行共混以获得均匀光的光学模块；所述光学模块包括将所述光源模块发出的光线的角度进行变化的反射单元；与所述反射单元相连的对将经过所述反射单元的光线的发射方向调节的混光单元。通过增加了混光单元从而实现了将侧发光类平板灯特有的大角度的入射光转化为小角度出射光，从而克服了眩光的问题。

本实用新型的进一步技术方案是：所述混光单元包括导光板和扩散板；所述导光板上设有凹孔，所述凹孔内壁涂有导光材料；所述扩散板上设有凸起。通过设置凸起和凹孔实现了对光线的调节。

本实用新型的进一步技术方案是：所述凹孔为四边形。凹孔为不规则四边形，会起到更好的混光效果。

本实用新型的进一步技术方案是：所述凹孔设有大角度折射区、小角度折射区、大角度全反射区、小角度全反射区；所述大角度折射区与水平面的夹角为30-45°，所述小角度折射区与水平面夹角为45-60°。根据入射角的角度对不同区域做出了调整，使得各个区域具备不同额功能。

本实用新型的进一步技术方案是：所述凸起为四边形。凸起为不规则四边形，会起到更好的混光效果。

本实用新型的进一步技术方案是：所述凸起的高度为0.4 -4 mm。

本实用新型的进一步技术方案是：所述凸起包括第一倾斜面和第二倾斜面，所述第一倾斜面与水平面夹角为100-160°，所述第二倾斜面与所述第一倾斜面的夹角为100-130°。根据入射角的角度对不同区域做出了调整，使得各个区域具备不同额功能。

本实用新型的进一步技术方案是：所述均匀发光的低眩光LED平板灯还包括与所述光源模块相连并将所述光源模块的内能转化为自身内能的导热模块。导热模块可以将光源发出的热能发散出去，以增加安全性。

本实用新型的进一步技术方案是：所述导热模块包括与所述光源模块相连的导热双面胶与导热硅胶。导热双面胶和导热硅胶成本低廉，容易获得。

本实用新型的进一步技术方案是：所述光学模块还包括与所述框体相连的底板。

本实用新型的有益效果是：本方案提供的均匀发光的低眩光LED平板灯通过把光学系统、散热系统以及光源系统结合在一起，组成了全新的LED平板灯；本方案结构简单、更换方便、工艺成熟、散热效果好、成本低、生产备料方便、组装简单牢靠；既节省资源，降低生产成本，又提高了生产率，满足专业客户需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯的整体外观图。

图2是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯的结构爆炸图。

图3是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯导光板的结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯导光板凹孔的结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯扩散板的结构示意图。

图6是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯扩散板凸起的结构示意图。

图7是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯混光单元的光路图。

附图标记：框体-1；光源模块-2；底板-3；反光纸-4；导光板-5；凹孔-51；扩散板-6；凸起-61；第一倾斜面与水平面夹角-R1；圆角-R2；第一倾斜面与第二倾斜面夹角-R3；大角度折射区-R4；小角度折射区-R5；大角度全反射区-R6；小角度全反射区-R7。

具体实施方式

实施例一如图1-7所示

图1是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯的整体外观图。从图中主要能看出本方案提供的均匀发光的低眩光LED平板灯的框体1结构。

图2是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯的结构爆炸图。从图中可以看出所述一种均匀发光的低眩光LED平板灯，包括为所述均匀发光的低眩光LED平板灯提供力学支持的框体1；与所述框体1相连的将电能转化为光能的光源模块2；与所述光源模块2相连并将所述光源模块2发出的光线进行共混以获得均匀光的光学模块；所述光学模块包括将所述光源模块2发出的光线的角度进行变化的反射单元4；与所述反射单元4相连的对将经过所述反射单元的光线的发射方向调节的混光单元，所述光学模块还包括与所述框体相连的底板3。通过增加了混光单元从而实现了将侧发光类平板灯特有的大角度的入射光转化为小角度出射光，从而克服了眩光的问题。本例中的反光单元为反光纸4，也可以使用其他反光设备例如反光板等。

所述均匀发光的低眩光LED平板灯还包括与所述光源模块相连并将所述光源模块的内能转化为自身内能的导热模块。所述导热模块包括与所述光源模块相连的导热双面胶与导热硅胶。

从图2-6中可见所述混光单元包括导光板5和扩散板6；所述导光板5上设有凹孔51，所述凹孔51内壁涂有导光材料；所述扩散板6上设有凸起61。通过设置凸起61和凹孔51实现了对光线的调节。

图3是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯导光板的结构示意图。从图中可以看出所述凹孔51为四边形。凹孔为不规则四边形，会起到更好的混光效果。所述凹孔51设有大角度折射区R4、小角度折射区R5、大角度全反射区R6、小角度全反射区R7；所述大角度折射区R4与水平面的夹角为30-45°，所述小角度折射区R5与水平面夹角为45-60°。根据入射角的角度对不同区域做出了调整，使得各个区域具备不同额功能。

本例中导光板5的表面均匀分布103个不规则四边形凹孔51，如图3所示。四边形成不规则下凹状态。图4是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯导光板凹孔的结构示意图。其中带圈的R为标注记号，不带圈的R为直径，数字后的单位为毫米。如图可见，大角度折射区R4=48mm，小角度折射区R5=30mm，大角度全反射区R6=3mm，小角度全反射区R7=4mm，其中不规格四边形内侧涂上导光材料。当光源模块2从两侧发出的光经过导光板，一部份光通过背面反光纸进行光的反射，把光引向正面，另一部份光经过导光板上面四边形成不规则下凹状态进行光的折射与角度扩散，形成横向180°与纵向180°的出光效果。需要说明的是本例中的各个区域的直径R值只是一个例子，实际可以根据需要对直径进行修改。

具体说来，所述导光板5上分布有103个不规则四边形凹孔51，为下凹形状，通过该下凹部分，将从光源模块2上入射的光扩散开去，起到光扩散的目的，而对应于导光板上凹孔51，扩散板6上相应的有菱形凸起61，起到光把大角度方向的光收拢的目的，以起到防眩光的目的。

如图4所示，所述导光板5上分布有103个不规则四边形凹孔51，为不规则四边形形状，其目的是把在导光板5内的反射的光打散，使一部分光从凹孔51的上部出射，同时很大的一部分继续在导光板5内折射，以使光在整个导光板5内均匀出射。如图可以看出大角度折射区R4=48mm，小角度折射区R5=30mm，大角度全反射区R6=3mm，小角度全反射区R7=4mm。

因为光是从侧面入射的，所以，大角度的光一般是从大角度折射区R4区域入射的，而大角度的光是造成眩光的主要因素，因此，把大角度的光往中间收拢是解决眩光问题的关键。因此大角度折射区R4区域的半径为48mm,其斜面与水平面的夹角θ较小，形成一个较平滑的区域，该夹角θ的取值范围为30°-45°。该角度的能确保大角度75°-90°出射的光折射入导光板5内，而不是直接出射，这样就大大的减少了大角度入射的光。而入射到导光板5内的光线在导光板内的经过多次折射和反射，最后将转换成小角度的出射光。

小角度折射区R5区对应于小角度入射的光，该区域的半径为30mm，其与水平面的角度φ的取值为45°-60°，形成一个比较陡的区域，该区域比较接近于从底部反光纸4入射的光，该区域的目的是将反光纸反射上来的小角度的光导入到扩散板6上。起主要作用的为该区的斜面，因该处的斜面的较陡，与水平面的角度大于45°，而从底部反光纸4反射上来的光线，当光线与垂直面的夹角小于90°-φ，满足这个条件的光将全部入射到扩散板6处。因φ的取值为45°-60°，所以90°-φ的取值为45°-30°，则所有从该区域出射到扩散板6处的光均为小角度的光，该区域的光不会从大角度出射而射入人眼成为眩光。

大角度全反射区R6的半径为3mm。大角度全反射区R6区域为一个平缓的区域，该区域的目的是全反射大角度入射的光，基本无折射的透过小角度的入射的光线。

因为整个导光板5上均匀分布有103个小凹坑，每一个小凹坑相当于一个小小的光线过滤器，将大角度入射的光线继续折射入导光板内，而将小角度入射的光折射到扩散板6上，而入射到导光板5内的光线继续在导光内折射和反射，通过每一个小凹坑弧面的反射和折射，将从光源入射的光转换成面发光，并且将大部分的光转换成小角度入射的光线。

图5是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯扩散板的结构示意图。除了导光板5上的凹孔51外，混光模块还设有扩散板6，扩散板上设有凸起61。所述凸起61为四边形。因导光板5内部的光线为反射和折射，光路复杂，虽然导光板上103个小凹坑可以将大部分大角度入射的光线折射入导光板内部，但依旧有很多不可控光线以大角度方向出射，单纯依靠导光板的调控能力，仍旧无法达到低眩光的目的。对应于每一个小凹坑，在扩散板上面相应的有一个小凸起61，该凸起61起到折射光线的作用，将扩散板内无法控制的大角度光线进行偏转。凸起为不规则四边形，会起到更好的混光效果。所述凸起的高度为0.4 -4 mm。所述凸起包括第一倾斜面和第二倾斜面，所述第一倾斜面与水平面夹角为100-160°，所述第二倾斜面与所述第一倾斜面的夹角为100-130°。根据入射角的角度对不同区域做出了调整，使得各个区域具备不同额功能。

下面结合图5图6说说扩散板6的效果。本例中扩散板6表面均匀分布103个不规则四边形的凸起61，如图5，四边形成不规则上凸锥形状态，其中凸起的第一倾斜面与水平面夹角R1=148°，圆角R2的直径为1.0mm，第一倾斜面与第二倾斜面夹角R3=116°当从导光板5导出的光经过扩散板6时，通过扩散板6上方四边形成不规则上凸锥形状态进行光的扩散与角度的改变，改变眩光值。达到眩光值小于18的效果。

统一眩光值UGR是用于度量室内视觉环境中的照明装置发出的光对人眼造成不舒适感主观反应的心理参量，其量值可按规定计算条件用CIE统一眩光值公式计算。

平板灯扩散板6上均匀分布有103个呈四边形棱形结构的凸台，该凸台的作用为将大角度入射的光线偏转到小角度。为了达到此目的，是通过如下方式实现的：如附图6所示，凸起61的第一倾斜面与水平面夹角R1为ψ，ψ的取值范围为100°-160°，其最优值为140°-150°。根据折射定律：n_o*sinα_i=n_o*sinα_o,以180°-ψ为分界角度：当光线以和垂直线呈小于180°-ψ的角度入射时，都会偏转到小角度方向；当光线以和垂直线呈大于180°-ψ的角度入射时，所有的光线都会折射入相邻的小凸起61，经过相邻小凸起61的折射，光线重新入射到扩散板6内，并重新进行折射和反射，最后会以小角度方向的光线出射。

如附图6所示，凸起61第一倾斜面与第二倾斜面夹角R3为116°，顶角为圆角，圆角直径为1mm,凸起高度为0.4mm-4mm,凸起高度根据整个面部的尺寸和需要布置的凸起数量进行调整。

图7是本实用新型实施例提供的均匀发光的低眩光LED平板灯混光单元的光路图。可以看出经过混光模块后将从光源模块发出的大角度光线转化成为小角度光线，从而不再会让人感动眩光。

如上所述，整个面部灯的光学系统经过导光板和扩散板的调节：导光板对光线进行初步调整和分配，导光板的小凹孔将入射到内部的光线进行折射，将部分小角度光线折射到扩散板的四边形棱形凸起，并将大部分大角度光线折射入导光板内部，通过这种方式对光进行分配，将光均匀从整个导光板的小凹孔出射。入射到扩散板上的光线经过扩散板上的小凸起的再次折射，将大部分光线折射到小角度方向，并将大部分大角度入射光线折射到相邻小凸起，经过小凸起的折射，再次入射到导光板内进行再次分配。经过以上导光系统和扩散系统，整个扩散面板上的照度均匀度达到0.95以上，整个灯具测试，UGR值小于18。

本方案提供的均匀发光的低眩光LED平板灯通过把光学系统、散热系统以及光源系统结合在一起，组成了全新的LED平板灯；本方案结构简单、更换方便、工艺成熟、散热效果好、成本低、生产备料方便、组装简单牢靠；既节省资源，降低生产成本，又提高了生产率，满足专业客户需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。