内表面配光的ＬＥＤ灯具模组制造技术

本发明专利技术涉及一种内表面配光的ＬＥＤ灯具模组。它由内曲面配光透镜、铝合金壳体、ＬＥＤ光源、ＰＣＢ板、防水接头和防水胶圈组成。ＬＥＤ光源焊在ＰＣＢ板上，ＰＣＢ板、防水接头固定在铝合金壳体上，内曲面配光透镜把防水胶圈压于铝合金壳体。内曲面配光透镜的外表面为平面或曲率较大的近似平面，内侧为多个配光单元组成的自由曲面阵列。由于配光单元集成为一体且外表面为平面或近似平面，减少了灯具常用的防水、防尘的平板玻璃的使用，减少了反射损失，所以光线出射效率高，能提高能量利用率。此ＬＥＤ灯具模组适用于道路照明、隧道照明、投光照明、及停车场、工厂车间等室内照明。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内表面配光的LED灯具模组。
技术介绍
随着世界经济的高速增长，全球能源短缺越来越严重。节能减排、寻求低碳发展 模式呼声越来越响。就照明而言，其用电占了全世界总用电量的20%。在这个大背景下节 能高效的固态照明光源——发光二极管LED的技术不断进步，其光效不断攀升，已开始在照 明、显示领域逐渐应用，LED产业发展得如火如涂，尤其是LED在道路照明方面的应用备受 关注。科技部启动“十城万盏”半导体照明示范工程更是将LED路灯推向广阔市场。另一方面，从路灯维护的市政人员反馈的意见，LED路灯应用还有一些常见的问 题，如灯具散热、配光、驱动器寿命、光源的寿命。有问题自然就要维护与检修，但是由于LED 路灯的灯壳与LED光源粘接为一体并封在玻璃内的常见的思路，使得维护极其困难。如果 路灯灯具里诸多的LED光源有部分损坏，就无法如高压钠灯那样方便地更换光源，而只能 灯具整体取下更换。这也意味着LED路灯到了 3-5年左右的寿命期，就得一条路上的路灯 全部抛弃，重新装一批。而传统的钠灯如果光源损坏，5分钟就可以解决问题，光源坏了，灯 具仍然可继续使用。而且，不同厂家外形尺寸功率均不一致，那就意味着LED路灯的通用性 差，如果采购了实力弱的厂家，将来维护的零部件也找不到。所以，在诸多LED路灯研讨会现场，从深圳、上海、南京等路灯管理处的同行们都 不约而同的指出，希望LED路灯灯具要提高可维护性及方便检修。而使灯具模块化是提高 LED道路照明灯具可维护性的一种有效手段，见复旦大学申请的专利《一种模块化的LED照 明灯具》，申请号200910197212. 2。LED灯具模块化是指灯具的外壳基座、电源驱动器、LED 光源模组各自独立，通过特定的接口相连接。而这三个部件中，最主要的就是LED光源模 组。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种新颖的LED灯具模组，即内表面配光的LED灯具模组。本专利技术提出的一种内表面配光的LED灯具模组，由内曲面配光透镜1、铝合金壳体 2、LED光源3、铝基板(PVB板)4、防水接头5和防水胶圈6组成，其中LED光源3固定于铝 基板4上，铝基板4和防水接头5分别固定于铝合金壳体2上，内曲面配光透镜1固定于铝 合金壳体2底部，内曲面配光透镜1和铝合金壳体2之间设有防水防圈6 ；内曲面配光透镜 1由位于内侧的配光单元阵列和外表面1-3组成，外表面1-3底部为平面或曲率较大的近 似平面，内侧的配光单元阵列由若干个配光单元组成，每个配光单元由一个内自由曲面1-2 组成，该内自由曲面1-2对准LED光源3。在该内自由曲面1-2表面的四周也可以包含全反 射斜侧面1-1，且全反射斜侧面1-1的倾角为60° -80°。由于内曲面配光透镜1的外侧为 平面或近似平面，因此，在用该模组制作需要防水防尘等的灯具时，该透镜可以同时作为防 护之用，而无需外加防护玻璃，因而可以实现更高的灯具光学效率。本专利技术中，所述铝合金壳体2为水槽形状，其外表面分布有散热鳍片，铝合金壳体 2也可以是其它高导热材料制作而成。在铝合金壳体表面放置防水胶圈6，并在防水胶圈6 上通过机械固定内曲面配光透镜1，在铝合金壳体上固定防水接头，实现其内LED与外部驱 动器的电气连接。这样，该LED模组本身实现了完全的防水、防尘。本专利技术中，铝合金壳体2的内部可以沿壳体四周及底部放置高反射率材料制作的 薄型反射器，该反射器与铝合金壳体底部连接部分挖有多个小孔使LED光源3露出。该反 射器不会挡住LED发出的光但会将从内曲面配光透镜1等反射回壳体内部的光再次反射后 经过内曲面配光透镜1射出。因而，模组具有较高的效率。本专利技术中，所述内自由曲面1-2的数目与LED光源3的数目一致。本专利技术中，所述内曲面配光透镜1的内侧配光单元的自由曲面1-2的形状根据配 光要求而不同(详见《一种针对点光源配光透镜的设计方法》，公开号2009100461 . 5)，如 希望产生矩形光斑则为鞍形结构，其长轴剖面为中间厚、两边薄，短轴剖面为中间薄、两边 厚。本专利技术中，所述内曲面配光透镜1的全反射斜侧面1-1的倾角为60° -80°。本专利技术中，内自由曲面1-2起光线折射作用，其功能是将LED光源3发出的光分布 改变所需要的光分布。如道路照明等应用情况，则为在较远距离的平面上产生较均勻照度 的矩形光斑的光分布。本专利技术中，每个内侧的配光单元对应一颗LED光源3，形成一个配光单元。每个配 光单元实现灯具照明应用要求的光斑。当需要的照度大于一个配光单元所需的照度时，可 采用多个配光单元，所形成的光斑形状不变，照度是单个配光单元照度的简单相加。本专利技术的主要特点有㈠该LED光源模组集配光、散热、IP防护等级于一体。其中通过防水接头与电源驱 动相连接，便于维护，如果LED光源模组内LED损坏，可方便地从灯具内取下，与驱动器相分1 O㈡该LED光源模组的外表面1-3为平面或近似平面，内表面1-2配光，这样就省却了 平板玻璃的使用。而平板玻璃会带来10%以上的反射损失及吸收损失。这种透镜单元一体 化的结构意味着可以把灯具效率提高10%以上。而且外表面1-3为平面，便于结构设计及 灯具的清洗等维护。㈢该LED光源模组内的每颗LED光源3对应一个二次光学配光单元。该配光单 元输出的光线在照射目标面形成所需要的光斑。在实际的灯具中，可以采用多个这样的配 光单元以增加灯具的输出总光通量。多个这样的配光单元不改变在照射面的照度分布，而 照度是简单相加。附图说明图1为内表面配光LED灯具模组的整体图。图2为内表面配光LED灯具模组的内部结构图。图3为内表面配光LED灯具模组工作时的配光曲线图。图4为内表面配光LED灯具模组的内曲面配光透镜1的主视图。图5为内表面配光LED灯具模组的内曲面配光透镜1的俯视图。图6为内表面配光LED灯具模组的内曲面配光透镜1的侧视图。图7为内表面配光LED灯具模组的内曲面配光透镜1的横向剖视图。图8为内表面配光LED灯具模组的内曲面配光透镜1的透镜单元的剖视图。图9为内表面配光LED灯具模组的内曲面配光透镜1的透镜单元的纵向剖视图。图中标号1为内曲面配光透镜，2为灯具模组的铝合金壳体，3为LED光源，4为铝 基板(PCB板)，5为防水接头，6为防水胶圈，1-1为内曲面配光透镜的全反射斜侧面，1-2为 内曲面配光透镜的内自由曲面，1-3为内曲面配光透镜的外表面。具体实施例方式下面通过实施例结合附图进一步说明本专利技术。实施例1 如图1和如图2所示，一种内表面配光的LED灯具模组，由内曲面配光透镜1、铝合金壳 体2、LED光源3、PCB板4、防水接头5、防水胶圈6组成。LED光源3焊在PCB板4上，PCB 板4、防水接头5固定在铝合金壳体2上，内曲面配光透镜1把防水胶圈6压于铝合金壳体 2，铝合金壳体2外表面分布有散热鳍片。内曲面配光透镜1的配光单元，套在LED光源3 上，两者一起为一个照明功能单元。如图4-图7所示，内曲面配光透镜1由位于内侧的配光 单元阵列和外表面1-3组成，配光单元阵列由若干个配光单元组成，每个配光单元至少包 括一个内自由曲面1-2，在内自由曲面四周也可以包括全反射斜侧面1-1。内自由曲面1-2 位于外表面1-3上方，外表面1-3底部为平面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内表面配光的ＬＥＤ灯具模组，由内曲面配光透镜（１）、铝合金壳体（２）、ＬＥＤ光源（３）、铝基板（４）、防水接头（５）和防水胶圈（６）组成，其特征在于ＬＥＤ光源（３）固定于铝基板（４）上，铝基板（４）和防水接头（５）分别固定于铝合金壳体（２）上，内曲面配光透镜（１）固定于铝合金壳体（２）底部，内曲面配光透镜（１）和铝合金壳体（２）之间设有防水胶圈（６）；内曲面配光透镜（１）由位于内侧的配光单元阵列和内曲面配光透镜的外表面（１－３）组成，内曲面配光透镜的外表面（１－３）底部为平面或曲率较大的近似平面，内侧的每个配光单元阵列至少包含一个内自由曲面（１－２），每个内自由曲面　（１－２）对准ＬＥＤ光源（３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘木清，江程，
申请(专利权)人：刘木清，
类型：发明
国别省市：31[]