一种直下式led光源面板灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于室内照明领域，特别是一种直下式LED光源面板灯。
【背景技术】
[0002] 应用于教室、办公室等功能性照明的灯具，须要实现较高的均匀度，较小的眩光 值，同时实现较高的能量利用率。LED光源作为新一代光源，由于其配光空间优势，相较于传 统光源，更能满足期望的照明效果。
[0003] LED光源由于本身的类朗伯发光特性，光线多集中在LED光源正前方，直接用于照 明时，强度分布不均匀，出现中心强四周弱的现象。用于室内照明时，多采用LED光源面板 灯的结构，现有的LED光源面板灯多采用导光板式和直下式两种光学设计。由于结构本身 特点，灯具设计者往往需在灯体体积与光源使用效率以及设计难度之间寻找平衡。
[0004] CN203395664U专利，公布了一种导光板式超薄LED光源面板灯，将LED光源灯条安 装在安装框侧面，安装框的底面设置有扩散板、导光板、EVA棉和背板，LED光源发出的光线 通过扩散板等光学设备的作用均匀导出。该结构的特点是混光距离较短，实现较薄的灯具 外观，灯体轻巧。在这一结构中，网点的折射导致光能损耗较多，降低了整灯的发光效率。
[0005] W02013033878A1专利，公布了一种直下式的面板灯，在此发明中，LED光源点状焊 接在铝基板上，多条铝基板位于灯具框架背部的铝底板上，配合以反光板的光学设计，光线 直接照射在灯具面板上。这样的直下式结构相比于导光板式面板灯结构简单，安装方便，同 时能兼顾灯具的散热等。但是此结构依然存在改进空间，体现在所需LED光源数目增多，同 时混光距离变大，进一步增大了灯具的整体厚度。
[0006] CN203533338U实用新型公布了一种加入光学透镜的直下式结构面板灯，在LED光 源发光体表面对应设置一个半球形光学透镜，与发光纸结合使得灯具整体出光均匀。半球 形状光学透镜对增大光束扩散角作用并不明显，面板灯依然使用较多数量的LED光源，并 需要对应数量的光学透镜。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的目的在于提供更加均匀，高效的室内照明的直下式结构面板灯，通 过自由曲面光学透镜对LED光源进行二次光学设计，改变其出光光型得到分布更加均匀的 大尺寸光斑，取代使用密集的LED光源进行混光的传统方法，大大减小灯具体积及质量。
[0008] 本实用新型提出的一种直下式LED光源面板灯，包括：外框架背板、LED光源、光学 透镜、反射纸、扩散板、一条及以上的PCB线路板，其特征在于：所述一条及以上的PCB线路 板平行等间距用螺丝固定于外框架背板上，若干个LED光源呈点状均匀分布于PCB线路板 上；若干个光学透镜与所述LED光源对应安装于PCB线路板上，且使每个LED光源都安装于 光学透镜内，形成直下式的LED光源面板灯；所述光学透镜包括光学透镜的内腔、光学透镜 底面和光学透镜外曲面，光学透镜的内腔为半球或者半椭球且上凹的曲面；光学透镜外曲 面为出光面，采用自由曲面，光学透镜底面为平面或者三维微结构，反射纸覆盖于灯体背板 上，且同时覆盖住PCB线路板，所述反射纸上方设有扩散板。
[0009] 本实用新型中，所述扩散板1采用磨砂结构。
[0010] 本实用新型中，所述光学透镜底部延伸出三个支脚，分别安装在PCB线路板上对 应的三个孔径内。
[0011] 本实用新型中，所述光学透镜为旋转对称结构，光学透镜底面包括金字塔或半球 三维微结构。
[0012] 本实用新型的有益效果在于：
[0013] 本实用新型可应用于教室照明、办公室照明等室内照明场所，具有均匀性理想、低 眩光、使用寿命较长的优势。
【附图说明】
[0014] 图1为直下式LED光源面板灯工作原理。
[0015] 图2为本实用新型LED光源面板灯结构图。
[0016] 图3 (a)为本实用新型中自由曲面光学透镜的几何分析，图3 (b)为单颗光学透 镜的配光效果模型。
[0017] 图4为自由曲面光学透镜模型具。
[0018] 图5为LED光源直下式面板灯整灯的配光曲线。
[0019] 图中标号：1扩散板，2反射纸，3外框架背板，4自由曲面光学透镜，5LED光源， 6PCB线路板，401为透镜底部安装支脚，601为PCB线路板上用于安装支脚的孔径。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。
[0021] 实施例1 :本实用新型LED光源面板灯结构如图1所示，包括扩散板1、反射纸2、 外框架背板3、光学透镜4、LED光源5和PCB线路板6。其中PCB线路板安装在外框架背板 上，LED光源固焊在PCB线路板上，LED光源在背板上呈点状均匀分布，PCB线路板上光源周 围有三个安装孔径601用于安装透镜，光学透镜4底面伸出的安装支脚401与PCB线路板 上孔径601对应，使得透镜固定在PCB线路板上LED的上方，扩散板1位于灯具的出光口出 处。其中：所述LED光源与对应的光学透镜位于灯体的背面，形成直下式的照射形式，如图 2所示，光学透镜可以对LED光源发出的光线进行二次配光，在指定接受面上形成照度均匀 分布的大尺寸光斑，从而减小LED光源与接受面之间的混光距离，此为本实用新型的核心。
[0022] 本实用新型所述的光学透镜外曲面为自由曲面结构，已知目标平面距离光源的距 离以及照度分布等参数，根据Snell' s Law，边缘光线理论以及能量分布等基本原理求得， 在本实用新型中，目标平面为扩散板所在平面，距离目标平面位置为LED光源位置到扩散 板之间的距离。由光源的光强分布可以得到：
【主权项】
1. 一种直下式LED光源面板灯，包括：外框架背板、LED光源、光学透镜、反射纸、扩散 板、一条及以上的PCB线路板，其特征在于：所述一条及以上的PCB线路板平行等间距用螺 丝固定于外框架背板上，若干个LED光源呈点状均匀分布于PCB线路板上；若干个光学透 镜与所述LED光源对应安装于PCB线路板上，且使每个LED光源都安装于光学透镜内，形成 直下式的LED光源面板灯；所述光学透镜包括光学透镜的内腔、光学透镜底面和光学透镜 外曲面，光学透镜的内腔为半球或者半椭球且上凹的曲面；光学透镜外曲面为出光面，采用 自由曲面，光学透镜底面为平面或者三维微结构，反射纸覆盖于灯体背板上，且同时覆盖住 PCB线路板，所述反射纸上方设有扩散板。
2. 根据权利要求1所述的一种直下式LED光源面板灯，其特征在于所述扩散板采用磨 砂结构。
3. 根据权利要求1所述的一种直下式LED光源面板灯，其特征在于所述光学透镜底部 延伸出三个支脚，分别安装在PCB线路板上对应的三个孔径内。
4. 根据权利要求1所述的一种直下式LED光源面板灯，其特征在于所述光学透镜为旋 转对称结构，光学透镜底面为半球三维微结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种直下式LED光源面板灯。灯具主要包括外框架背板和侧板、PCB线路板、反光纸、焊接在PCB板上的LED光源、与每颗LED光源对应的光学透镜、铝外框及固定螺丝、扩散板，形成直下式的LED光源面板灯结构。该实用新型中，LED光源发出的光线在所述自由曲面光学透镜二次配光后，出光角度变大，形成照度均匀分布的大尺寸圆形光斑，能有效提高LED光源能量利用率同时减小LED光源的数量。本实用新型可应用于教室照明、办公室照明等室内照明场所，具有均匀性理想、低眩光、使用寿命较长的优势。
【IPC分类】F21Y101-02, F21V5-04, F21S2-00
【公开号】CN204513000
【申请号】CN201520062786
【发明人】林燕丹, 孙耀杰, 周莉, 董孟迪, 邱婧婧
【申请人】复旦大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年1月29日