一种对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜的制作方法

本实用新型属于光学领域，尤其涉及一种对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜。

背景技术：

LED的发光原理是将电流通过化合物半导体，通过电子与空穴的结合，过剩的能量将以光的形式释出，达到发光的效果。用于可见光的发光二极体的波长在400 - 700 nm。现有的LED照明光源主要分为直插型和贴片型两种。

直插LED也称为插件发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。直插式LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型腔内注入液态环氧树脂，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱中让环氧树脂固化后，将LED从模腔中脱离出即成型。

贴片LED是用柔软的PCB板为基板,高亮度贴片LED作为发光体,发光体均匀的排布在条型PCB板正面,使用防水接头相互连接，适合SMT加工，可回流焊，贴片式LED很好的解决了亮度、视角、平整度、可靠性、一致性等问题，相对于其他封装器件，它有着抗振能力强、焊点缺陷率低、高频特性好等优点，它在更小的面积上封装了更多的LED芯片，采用更轻的PCB和反射层材料，显示反射层需要填充的环氧树脂更少，通过去除较重的碳钢材料引脚，缩小尺寸，可轻易地将产品重量减轻一半，体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，采用贴片式封装后，电子产品体积缩小40%一60%，重量减轻了60%一80%，最终使应用更趋完美。

随着科技水平的进步，人们的生活质量也越来越高，对显示和照明的质量要求也越来越高。传统的直插LED器件已经逐渐被贴片LED所取代。

3合1贴片灯最大的优势在于原材料成本和加工成本优势大。同时视角大，可在水平方向和垂直方向上均达到120度，但是现有的3合1贴片灯通常无法达到直插灯的亮度，而亮度在泛光灯和隧道灯领域尤其重要。为此需要通过二次光学设计提高LED贴片灯的亮度。

此外，针对某些特定领域，例如户外显示领域，过于宽广的视角反而会造成光线的浪费，从而带来更高的能耗。所以有必要根据产品需要对出光视角进行调整，从而提高出光面亮度并降低能耗。

现有技术主要通过增加罩子或灯帽等来实现无用光的屏蔽，通过增加电流来提高发光的亮度，但这样会造成加工成本和能耗的增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜，旨在解决现有3合1贴片灯亮度过低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜，包括基板，至少一个设置在所述基板一侧的透镜，设置在所述基板另一侧的与所述透镜一一对应的发光体；所述发光体设有上侧面、下侧面、内侧面和外侧面；所述内侧面是指光线从所述发光体中进入的面，所述外侧面是指光线从所述发光体中离开的面，所述上侧面是指一边与所述外侧面的最上端相连、另一边与所述内侧面的最上端相连的面，所述下侧面是指一边与所述外侧面的最下端相连、另一边与所述内侧面的最下端相连的面；所述上侧面的长度小于所述下侧面的长度，所述上侧面的长度是指所述外侧面最上端和所述内侧面最上端之间的距离，所述下侧面的长度是指所述外侧面最下端和所述内侧面最下端之间的距离。通过独特的发光体设计使得发出的光线具有特定朝向性，可以在不增加电流的情况下提高特定视角方向上的亮度，避免了浪费。

本实用新型的进一步技术方案是：所述外侧面在竖直方向上的切线为曲线。

本实用新型的进一步技术方案是：所述外侧面在竖直方向上的切线为阶梯状折线。

本实用新型的进一步技术方案是：所述外侧面在水平方向上的切线为弧形。该设计可以让出光更加集中，避免分散。

本实用新型的进一步技术方案是：所述透镜包括形状相同的、设置在所述透镜两端的入光面和出光面；所述出光面与所述基板相连；所述入光面的面积小于所述出光面；所述透镜的侧面在竖直方向上的切线为直线。此种透镜设计可以更好的实现混光。

本实用新型的进一步技术方案是：所述外侧面左边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为20-60度；所述外侧面右边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为20-60度。可以根据需要调整外侧面的大小从而调整出光视角。

本实用新型的进一步技术方案是：所述外侧面上边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为20-60度；所述外侧面下边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为20-60度。

本实用新型的进一步技术方案是：所述外侧面左边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为40-50度；所述外侧面右边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为40-50度。

本实用新型的进一步技术方案是：所述外侧面上边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为40-50度；所述外侧面下边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为40-50度。

本实用新型的进一步技术方案是：所述基板与所述发光体之间还设有隔离层。通过隔离层避免了整体灌装防水密封胶时发光体被遮挡住。

本实用新型的有益效果是：本方案提供的对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜通过对发光体形状的独特设计，对出光方向进行高度的集中，从而提高了设计视角方向上的亮度，最大程度的避免了光线的浪费，并降低了能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的对3合1贴片LED灯的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜的透镜层的结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜的发光体侧视图。

图4是本实用新型实施例提供的对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜的发光体俯视图。

附图标记： 2-透镜层； 1-PCB板； 8-透镜；9-定位孔；10-发光面；11-隔离层。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

图1是本实用新型实施例提供的对3合1贴片LED灯的结构示意图。

从图中可以看出，本方案提供的的3合1贴片LED灯结构主要包括透镜层1和PCB板2，其中PCB板上设有若干LED贴片，透镜层包括若干透镜体，每个透镜体和贴片LED一一对应，主要起到提高发光光源亮度、改变光源角度的作用。

本实用新型的改进点主要在于透镜层。从图1中可以看出透镜层上包括多个透镜体，其中每个透镜体包括基板、透镜以及发光面。其中透镜和发光面一一对应相互配合。多个透镜体之间规律的组合共同形成一个整体。

本方案中的透镜可以使用亚克力PMMA或聚碳酸酯PC制成，根据不同的材料需要对透镜的具体参数进行调整。其中聚碳酸酯的材料优选拜耳公司Makrolon 2405产品；亚克力材料优选日本三菱公司生产的ACRYPET品牌产品中导光板级产品（包括VH5、TF8、TF9、VH6四种型号）。

图2是本实用新型实施例提供的对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜的透镜层的结构示意图。从图中可见本具体实施例中透镜层与图1提供的方案不同，而是将多个透镜体做成了一体化设计，这样更有利于组装。

从图中可以看出，透镜层包括基板，至少一个设置在所述基板一侧的透镜8，设置在所述基板另一侧的与所述透镜一一对应的发光体10；所述发光体设有上侧面、下侧面、内侧面和外侧面；所述内侧面是指光线从所述发光体中进入的面，所述外侧面是指光线从所述发光体中离开的面，所述上侧面是指一边与所述外侧面的最上端相连、另一边与所述内侧面的最上端相连的面，所述下侧面是指一边与所述外侧面的最下端相连、另一边与所述内侧面的最下端相连的面；所述上侧面的长度小于所述下侧面的长度，所述上侧面的长度是指所述外侧面最上端和所述内侧面最上端之间的距离，所述下侧面的长度是指所述外侧面最下端和所述内侧面最下端之间的距离。通过独特的发光体设计使得发出的光线具有特定朝向性，可以在不增加电流的情况下提高特定视角方向上的亮度，避免了浪费。

从图中可见，所述透镜8包括形状相同的、设置在所述透镜两端的入光面和出光面；所述出光面与所述基板相连；所述入光面的面积小于所述出光面；所述透镜的侧面在竖直方向上的切线为直线。此种透镜设计可以更好的实现混光。

此外，从图2中还可以看出基板上设有定位孔9，该结构的主要目的在于定位，以确保托架3和透镜层2之间能够准确的进行组合。

从图2中可见，所述基板与所述发光体之间还设有隔离层11。通过隔离层避免了整体灌装防水密封胶时发光体被遮挡住。

图3是本实用新型实施例提供的对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜的发光体侧视图。从图中可以看出所述外侧面在竖直方向上的切线为曲线。所述外侧面上边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为20-60度；所述外侧面下边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为20-60度。优选的，所述外侧面上边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为40-50度；所述外侧面下边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为40-50度。本例中，所述外侧面上边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为45度；所述外侧面下边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为45度。

图4是本实用新型实施例提供的对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜的发光体俯视图。所述外侧面在水平方向上的切线为弧形。该设计可以让出光更加集中，避免分散。所述外侧面左边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为20-60度；所述外侧面右边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为20-60度。可以根据需要调整外侧面的大小从而调整出光视角。优选的，所述外侧面左边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为40-50度；所述外侧面右边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为40-50度。本例中，所述外侧面左边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为45度；所述外侧面右边缘与所述出光面的中心点间的连线与出光面中轴线的夹角为45度。

本方案提供的对3合1贴片LED灯的亮度和视角控制的透镜通过对发光体形状的独特设计，对出光方向进行高度的集中，从而提高了设计视角方向上的亮度，最大程度的避免了光线的浪费，并降低了能耗。

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。