Led灯具的配光结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及LED灯具的配光结构。
【背景技术】
[0002] 现有技术中的LED路灯采用的配光组合，使用无数小的单颗粒式光学透镜、使用 高功率LED灯珠的反射透镜、以及COB集成式单体式大透镜。无数小的单颗粒式光学透镜 导致PCB铝板面积比较大成本高，高功率LED灯珠的采用导致成本也比较高光效没有优势， 单体式大透镜无论塑料还是玻璃制作工艺很困难良品率不高。
[0003] 在现阶段为了提高光效与节约成本，越来越多的公司想使用中功率LED灯珠。单 体大透镜的材料多为玻璃，少数为有机玻璃或塑料。玻璃具有透光率高，易于清洁和良好的 耐候性的特点，但总体成本高工艺稳定性差，有机玻璃透光率低，容易黄化；大塑料透镜注 塑过程复杂成本太高，尺寸稳定性不好。小的单颗粒分离式塑料透镜或单颗粒连体式透镜 易于加工，成本较低，但所占面积太大，导致PCB铝板面积以及灯壳体面积比较大成本高， 防水区域加大风险更高，而且灯体造型设计灵活性不够。
[0004] 总的来说，现有技术中使用单颗粒塑料透镜所占面积太大、总体灯具成本偏高，而 单体大透镜工艺复杂稳定性差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种LED灯具的配光结构，其结构紧凑合理，可以相对于 现有技术优化尺寸、光效、性价比，且散热效果好。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种LED灯具的配光结构，包括：焊接 有灯珠组的PCB铝基板，以及用于罩住灯珠组的塑料透镜；
[0007] 所述灯珠组由四颗中功率3030双晶灯珠而组成，且该四颗灯珠呈正方形分布；
[0008] 所述塑料透镜设有用于罩住灯珠组的凸曲面罩；
[0009] 所述塑料透镜采用防UV的PC材料。
[0010] 优选的，所述凸曲面罩的内腔直径大于上述方正方形的对角线长度。
[0011] 优选的，相邻灯珠的间距为〇· 3~1mm。
[0012] 优选的，所述PCB铝基板的导热系数为1~10W/mK。
[0013] 优选的，所述塑料透镜通过胶粘、卡扣或螺丝固定于PCB铝基板上或固定于距离 PCB铝基板一定距离的位置。
[0014] 优选的，PCB铝基板焊接有多个灯珠组，各灯珠组单独配置塑料透镜，或各灯珠组 共用一个整体式塑料透镜，该整体式塑料透镜设有与灯珠组一一对应配合的多个凸曲面 罩。
[0015] 优选的，所述凸曲面罩的形状为中空半球面形。
[0016] 本发明的优点和有益效果在于：提供一种LED灯具的配光结构，其可以相对于现 有技术优化尺寸、光效、性价比，且散热效果好。
[0017] 本发明塑料透镜设有凸曲面罩，凸曲面罩、内腔与四颗特定位置组合的中功率 3030双晶灯珠所发出的光源一起组合整体光线通道，可得到路灯常见要求的特定蝙蝠翼形 状配光曲线。
[0018] 本发明特定封装的四颗中功率3030双晶灯珠是现在市场非常通用的LED灯珠，有 多家公司如日亚的757系列、飞利浦Lumileds的LUXEON 3030 2D系列、Osram Duris S5以 及诸多国内LED封装厂采用的双晶LED尺寸，光效高发光面积小，根据现成自动化贴片机最 小精度设计成最紧凑的位置组合，相距为〇. 3mm~Imm不等，成完全正方形放置，这样可以 使整体透镜设计到尽可能小同时加工性能较好。
[0019] 本发明塑料透镜与四颗中功率3030双晶灯珠组合可以由分离式塑料透镜或连体 式透镜与PCB铝基板不同区域的许多簇四颗中功率来达到同样配光下不同光通量，也就是 不同功率大小要求的灯具产品组合设计方案。
[0020] 本发明可以尽可能减少了相关LED模组以至最终灯具产品发光面积，避免如市场 常见的单颗粒配单透镜式的工艺复杂产品尺寸大成本高等等缺点，使透镜、PCB铝基板以 至外部灯壳灯体尺寸更小，最终灯具产品更加紧凑，性价比更高，而且外部灯壳灯体有更大 艺术造型发挥的空间；同时与单体大透镜相比，散热面积分散，塑料PC(聚碳酸酯）内腔壁 薄，更容易成型，传统COB集成面光源或多颗中功率灯珠配玻璃或塑料大透镜，不仅散热集 中加大散热成本，而且大透镜本身，玻璃成本高加工难度高良品率低，塑料大透镜工艺要求 高，模具保压时间长出料效率极低，零件尺寸一致性不高，也造成总体成本偏高，另外小功 率集成路灯中常用的有机玻璃大透镜与COB方案，透过率太低光效低。本发明正好平衡当 前两种市面设计方案，可以提高利用中功率3030双晶LED灯珠高光效高性价比同时发光面 小特点，使整个路灯模组或灯具兼顾紧凑尺寸小，而且使透镜制造工艺更简单，光效高等等 特点，更重要的是，取得比前两者更加具有价格优势，这种组合还可以根据实际要求设计不 同的透镜形状来实现不同要求的配光，应用场景非常广泛。
[0021] 本发明还具有如下特点：
[0022] (1)本发明采用新型设计透镜与四颗中功率3030双晶灯珠组合，不是对单独的 LED灯珠采用常见的单颗粒分离式塑料透镜或单颗粒连体式透镜，也不是采用基于COB或 集中式灯珠密集贴片对应的单体大透镜方案，而是采用平衡两者各自优劣，开发出一款全 新的塑料透镜与四颗紧密布置的中功率3030双晶灯珠组合，进一步节省了成本，在现有的 单颗粒塑料透镜对应的灯具中，以50瓦为例，PCB铝基板可以减少至少50%面积，相对厚的 单体大透镜，在透镜成本上，估计节省成本略30 %，而且由于LED分开布置，使散热效果更 好，更不容易眩光。
[0023] (2)本发明设计透镜与所组合的灯珠类型，数量以及布置密切相关，若替换为其它 类型灯珠或不同结构设计方案，光学透镜需要重新设计，但我们经过反复模拟与验证，当前 这种组合可以达到尺寸、光效、性价比还有灯珠通用性相对最优的结果。
[0024] (3)本发明新型设计透镜与四颗中功率3030双晶灯珠组合，而不是其它数量的同 类型灯珠，也是经过反复模拟与验证，随着LED灯珠颗数增多，得到PCB铝基板尺寸上成本 优势越大，透镜壁厚度引起的加工工艺难度加大，透镜透过率降低等等，进行各方面权衡， 得出现在的组合方案是相对最佳。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明的示意图；
[0026] 图2是透镜的光学效果与配光曲线图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅 用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0028] 本发明具体实施的技术方案是：
[0029] 如图1所示，一种LED灯具的配光结构，包括：焊接有灯珠组3的PCB铝基板2,以 及用于罩住灯珠组3的塑料透镜1 ;
[0030] 所述灯珠组3由四颗中功率3030双晶灯珠而组成，且该四颗灯珠呈正方形分布；
[0031] 所述塑料透镜1设有用于罩住灯珠组3的凸曲面罩；
[0032] 所述塑料透镜1采用防UV的PC材料。
[0033] 所述凸曲面罩的内腔直径大于上述方正方形的对角线长度。
[0034] 相邻灯珠的间距为0. 3~1mm。
[0035] 所述PCB铝基板2的导热系数为1~10W/mK。
[0036] 所述塑料透镜1可以通过胶粘、卡扣或螺丝固定于PCB铝基板2上或固定于距离 PCB铝基板2 -定距离的位置。
[0037] PCB铝基板2可以焊接有多个灯珠组3,各灯珠组3单独配置塑料透镜1，或各灯珠 组3共用一个整体式塑料透镜1，该整体式塑料透镜1设有与灯珠组3 -一对应配合的多个 凸曲面罩。
[0038] 所述凸曲面罩的形状可以为中空半球面形。
[0039] 图1中塑料透镜使用的塑料材料为常用的防UV的PC材料（聚碳酸酯），内部使用 四颗粒市场通用中功率3030双晶灯珠，这各组合可以达到路灯要求的复杂配光曲线，注塑 工艺过程中易于制造，而且可以集成LED灯珠的发光光源面积。它克服了复杂的制造过程 中厚塑料透镜或大玻璃透镜，这种方案中透镜更容易生产。实际应用中可利用这个最小单 元进行扩展到不同透镜形状，实现不同光能量或功率要求，甚至对灯具灯体艺术造型的要 求。
[0040] 透镜的光学效果与配光曲线图如图2所示，塑料透镜折射率（1. 586)，光会被折射 两次聚集到所要求的配光方向，满足道路照明的要求。防UV的PC材料（聚碳酸酯）可达到 耐温的稳定性和防止紫外线黄化问题，较适合户外使用的PC材料品牌有GE Sabic 2180T， Tinjin 1225Z100, Bayer Makaraon Led2245 等等。
[0041 ] 本发明中的透镜不限于路灯中一种配光应用，可以对透镜曲面更新设计应用于其 它路灯配光曲线，甚至隧道灯，高棚灯具等等，这种组合对于透镜本身曲面形状没有明确限 制，都是本发明技术方案相关领域。本发明应用场景较广，成本较低，适合大规模生产及使 用。
[0042] 本发明所做的150瓦产品在DIALUX软件中的仿真效果参数表1所示：
[0043] 表1仿真效果参数
[0044]
[0045] 其效果数据如表2所示：
[0046] 表2效果数据
[0048] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. LED灯具的配光结构，其特征在于，包括：焊接有灯珠组的PCB铝基板，以及用于罩住 灯珠组的塑料透镜； 所述灯珠组由四颗中功率3030双晶灯珠而组成，且该四颗灯珠呈正方形分布； 所述塑料透镜设有用于罩住灯珠组的凸曲面罩； 所述塑料透镜采用防UV的PC材料。2. 根据权利要求1所述的LED灯具的配光结构，其特征在于，所述凸曲面罩的内腔直径 大于上述方正方形的对角线长度。3. 根据权利要求2所述的LED灯具的配光结构，其特征在于，相邻灯珠的间距为0. 3~ lmm〇4. 根据权利要求3所述的LED灯具的配光结构，其特征在于，所述PCB铝基板的导热系 数为1~10W/mK。5. 根据权利要求4所述的LED灯具的配光结构，其特征在于，所述塑料透镜通过胶粘、 卡扣或螺丝固定于PCB铝基板上或固定于距离PCB铝基板一定距离的位置。6. 根据权利要求5所述的LED灯具的配光结构，其特征在于，PCB铝基板焊接有多个灯 珠组，各灯珠组单独配置塑料透镜，或各灯珠组共用一个整体式塑料透镜，该整体式塑料透 镜设有与灯珠组一一对应配合的多个凸曲面罩。7. 根据权利要求6所述的LED灯具的配光结构，其特征在于，所述凸曲面罩的形状为中 空半球面形。
【专利摘要】本发明公开了一种LED灯具的配光结构，包括：焊接有灯珠组的PCB铝基板，以及用于罩住灯珠组的塑料透镜；所述灯珠组由四颗中功率3030双晶灯珠而组成，且该四颗灯珠呈正方形分布；所述塑料透镜设有用于罩住灯珠组的凸曲面罩；所述塑料透镜采用防UV的PC材料。本发明LED灯具的配光结构，结构紧凑合理，可以相对于现有技术优化尺寸、光效、性价比，且散热效果好。
【IPC分类】F21V19/00, F21Y115/10, F21V5/04
【公开号】CN105351892
【申请号】CN201510821491
【发明人】王安
【申请人】苏州艾莱科光电科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月23日