专利名称：一种高功率led射灯的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电光源技术领域，具体涉及一种LED射灯。
背景技术：
目前发光二极管(LED)作为一种绿色和节能的新兴光源已日益被广泛使用，在照 明领域以前所未有的速度不断的发展。通用LED MR16射灯，一般以3颗1W LED安装在灯 杯中，灯杯中所用的透镜多为分立式设计，这种透镜的结构在产品的安装过程中相对比较 复杂，同时对光线的透过率存在着一定的不足。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单，安装方便，并能明显改善光斑，并提高光 的透过率的LED高功率射灯。本实用新型设计的高功率LED射灯，主要由光源PCB板，PMMA材料合成的光源透 镜，铝合金灯壳，不带极性的灯脚，恒流驱动电源组成；其中光源PCB板为铝板，其上装有串 联的3颗高功率LED，每颗LED通过相对应的光源透镜射出光束；铝制的PCB板通过螺丝与 铝合金灯壳紧密结合；透镜通过一铝圈与铝合金灯体经由螺丝固定；光源PCB板通过恒流 驱动电路与灯脚二端有效的电气联接。其中，所述的光源透镜是一个特殊设计的三合一的组合透镜，其结构如图1和图2 所示，其中，中间部分对应于三颗LED处，是三个高次非球面的反射面1，其表达式为 这里r2 = x2+y2为半径；每个高次非球面反射面的中心有一颗LED光源。边缘部分为抛物面的反射面2 ； 在高次非球面和抛物面的前面是圆形面罩3，该面罩是一个蜂窝状排布的球面阵列，形成光 学积分器。本实用新型设计了一种全新的光源透镜即一个3合1的组合透镜，通过其特定 的结构，改变LED发光角度，并采用高透过率的PMMA材料，达到LED射灯灯具所需的发光角 度和光能量的高效利用。本实用新型的光源透镜先将LED点光源进行一定角度压缩，由于发光角度大，所 以将光能量分成两部分，通过不同的光学表面作用。即LED发出的中间能量，通过中间部分 的3个高次球面反射作用对作用面边缘的光线的像差有较好的改善，能更好的控制光的出 射角度。LED发出的边缘的能量则通过抛物面的全反射作用，获得所需的角度压缩，并可以 一定程度的改善反射带来的光斑的不均勻性。完成LED发光角度压缩后，光从透镜出射时，透镜的出射面即面罩，是蜂窝状的球 面阵列，形成光学积分器，到达出射面的光，由于光学积分器的作用，将出射面上的光辐射 分布分割后，经过各个球面的作用，在照射面上相互叠加，辐照的不均勻相互补偿，可得到 比较均勻的光斑。阵列上球面的曲率与之前压缩后的发光角度的相互配合，获得射灯所需的发光角度。紧凑的三合一结构，使三颗LED在透镜出射面上的辐射相互连接，宛若一个光源， 加上光学积分器的作用，有效地改善LED点光源多个使用时造成的灯具多重光影现象。按照上述所设计的光学透镜来安装的LED高功率射灯，不仅改善了光斑的不均勻 性，而且有效的提升了 LED灯具的光亮度，增加了光能量的高效性。
图1为光源透镜正视图。图2为光源透镜侧视图。图3为本实用新型的分解装配示意图。图中标号1为高次非球面反射面，2为抛物面反射面，3为面罩，4为灯脚，5为射 灯基座，6为光源PCB板，7为元器件，8为电线，9为铝合金灯壳，10为LED，11为LED基板， 12为连接螺丝，13为光源透镜，14为射灯压盖，15为固定螺丝。。
具体实施方式
以LED MR16射灯为例，根据附图所示，本实用新型包括铝合金灯壳，无极性灯脚， 三合一透镜(光源透镜)，LED光源PCB板，固定螺丝等。LED光源PCB铝基板通过3颗螺 丝固定安装在铝合金灯壳内部，同时，在铝基板与灯壳内部接合处粘上导热胶。三合一透镜 扣在3颗LED上方，并用3颗螺丝将铝圈固定在灯壳需部，从而锁定透镜。每颗LED功率为 1W。其中，三合一透镜中所述的中间部分的3个高次非球面曲面为相同的4次曲面，一 个较优的设计为，表达式中的参数如下a = 0. 3125，b = _0. 009765，c = _0. 05，d = -0. 001。所述的边缘部分的旋转抛物面反射面，较优的设计为抛物面焦距为0. 7mm,侧焦距 为1. 25mm,倾斜角度为_8度，离焦距离为-0. 5mm。该抛物面能对LED光能有理想的角度压 缩，并改善光斑的不均性。所述的面罩中，蜂窝状的球面阵列中，每个球面的半径为1mm，形成光学积分器，使 LED射出光在照射面上相互迭加后，光的不均勻性得到有效补偿。
权利要求一种高功率LED射灯，主要由光源PCB板，PMMA材料合成的光源透镜，铝合金灯壳，不带极性的灯脚，恒流驱动电源组成；其特征在于光源PCB板为铝板，其上装有串联的3颗高功率LED，每颗LED通过光源透镜射出光束；光源PCB板通过螺丝与铝合金灯壳紧密结合；光源透镜通过一铝圈与铝合金灯壳经由螺丝固定；光源PCB板通过恒流驱动电路与灯脚二端有效电气联接；所述的光源透镜是一个三合一的组合透镜，其中，中间部分对应于三颗LED处，是三个高次非球面反射面，其表达式为 <mrow><mi>Z</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>a</mi><msup> <mi>r</mi> <mn>2</mn></msup> </mrow> <mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msqrt> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>b</mi> <msup><mi>r</mi><mn>2</mn> </msup></msqrt> </mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>c</mi><msup> <mi>r</mi> <mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mi>d</mi><msup> <mi>r</mi> <mn>4</mn></msup> </mrow>这里r2＝x2+y2为半径；边缘部分为抛物面反射面；在高次非球面和抛物面的前面是圆形面罩，该面罩是一个蜂窝状排布的球面阵列，形成光学积分器。
2.根据权利要求1所述的高功率LED射灯，其特征在于所述的高次非球面反射面的表 达式中，a = 0. 3125，b = -0. 009765，c = -0. 05，d = -0. 001。
3.根据权利要求1所述的高功率LED射灯，其特征在于所述的边缘的抛物面反射面为 焦距为0. 7mm，侧焦距为-1. 25mm，倾斜角为-8度，离焦距离为-0. 5mm。
4.根据权利要求1所述的高功率LED射灯，其特征在于所述的面罩中的单个球面的半 径为1mm。
专利摘要本实用新型属光电技术领域，具体为一种高功率LED射灯。该射灯主要由光源PCB板，PMMA材料合成的光源透镜，铝合金灯壳，不带极性的灯脚，恒流驱动电源组成。本实用新型采用三颗高功率LED作为发光元件，配合一个三合一的组合光学透镜，出射光束，实现不同特性的光分布要求，从而满足不同场合的要求。本实用新型设计的LED射灯还实现了电流和亮度的稳定性，并保障在使用过程中的安全性。
文档编号F21S8/00GK201599646SQ20092021289
公开日2010年10月6日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者池春蕾, 汤丹英, 赵永利, 郭威 申请人:盛企(上海)光电系统科技有限公司