專利名稱：滿足led燈具在被照射物體上照度分布要求的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種滿足LED燈具在被照射物體上亮度要求的裝置，它 以大功率發(fā)光二極管作為發(fā)光器件，屬于使用大功率LED照明應(yīng)用領(lǐng)域。
技術(shù)背景已知白熾燈照明，它的發(fā)光源屬于面光源，發(fā)光散射角度較大，指向性 很弱，所以不用過多考慮普通照明的照射角度和照射面積問題。而且現(xiàn)有普 通照明光強(qiáng)角度分布如圖1所示，照射強(qiáng)度分布比較均勻，可以覆蓋大概整 個180度立體空間，單位面積所能照射到被照射物體的光的亮度和強(qiáng)度基本 平衡。現(xiàn)在隨著發(fā)光二極管技術(shù)的發(fā)展，尤其是大功率二極管在照明上越來越 受到重視，其壽命長，用電省，體積小等優(yōu)點，越來越被人們所接受。但二 極管基本近似一個點光源，指向性非常強(qiáng)，照射面積很小，要應(yīng)用到大面積 照明，就需要很多二極管同時發(fā)光照明，但由于二極管本身發(fā)光的光分布曲 線近似成一種心形，如圖(2)所示，從而在大面積照明時如果不采取一定措 施的話，會出現(xiàn)照明面積過于集中，光照分布強(qiáng)弱不均，使得照明效果達(dá)不 到預(yù)期的大面積均勻照明。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有的發(fā)光二極管在實現(xiàn)大面積照明時照明 不均勻的情況，提供了一種能夠滿足LED燈具在被照射物體上亮度要求的裝 置，它除了用大功率發(fā)光二極管作為發(fā)光源以外，最主要的是此裝置能夠使 照明裝置里所發(fā)出的光在被照射物體上能夠得到滿足要求的光強(qiáng)分布。為了實現(xiàn)上述功能，本裝置主要包括有安裝基板1、大功率LED8、透鏡 裝置、控制電路，其中，控制電路包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路10與提供恒流源電 路ll，為整個照明裝置提供恒流。大功率LED安裝在基板1上，在每個大功 率LED上都安裝有透鏡裝置，其特征在于所述的安裝基板(1)包括中間安裝基板12和兩邊對稱安裝基板13，兩邊對稱安裝基板13以中間安裝基板12 為對稱軸，成弧狀排列。所述的兩邊對稱安裝基板12相對于中間安裝基板12的彎曲弧度a范圍在15。到70°之間。在安裝基板上，在使用相同功率、額定工作電流的二極管的情況下，兩 邊對稱安裝基板13上LED數(shù)量相對于中間安裝基板12上LED的數(shù)量依次增 加，達(dá)到數(shù)目上的不等，改變區(qū)域照明亮度，從而達(dá)到整體照明亮度均勻。在安裝基板上，在使用相同數(shù)目二極管的情況下，可以選擇不同參數(shù)的 二極管，兩邊對稱安裝基板13上LED功率相對于中間安裝基板12上LED功 率依次增加，使得邊緣亮度可以與中間亮度相平衡，達(dá)到整體照明亮度均勻。在各條安裝基板使用相同數(shù)目和參數(shù)二極管的情況下，通過控制電路來 調(diào)整各條安裝基板LED所流過的電流，使流過兩邊對稱安裝基板13上LED的 電流相對于中間安裝基板12上LED的電流依次增加，來改變發(fā)光二極管的發(fā) 光亮度。所述的透鏡裝置，兩邊對稱安裝基板13上LED的透鏡散射角度相對于中 間安裝基板12上的透鏡散射角度依次減小。整個安裝基板的前端2相對于行排列方向有一個彎曲弧度e， P取值范 圍在20" 40°，主要是為了解決在行坐標(biāo)方向上向被照物體延伸光的照射距 離，增大被照射物體的照射區(qū)域面積。本裝置可以作為大面積照明時，用來調(diào)節(jié)照明設(shè)備所需要的光分布要求， 最大程度上滿足照射面積上的光均勻。

圖l普通照明光強(qiáng)角度分布圖 圖2 LED光強(qiáng)角度分布圖
圖3 (a)兩邊對稱安裝基板與柏對于中間安裝基板夾角示意圖圖3 (b)安裝基板安置LED方法1 圖3 (c)安裝基板安置LED方法2 圖4 (a)透鏡裝置的俯視圖 圖4 (b)透鏡裝置的側(cè)面剖面圖 圖5安裝基板內(nèi)側(cè)俯視圖 圖6安裝基板側(cè)視圖圖中1、安裝基板，2、安裝基板的前端，3、安裝二極管位置，4、控制 電路安裝區(qū)域，5、透鏡，6、外殼，7、內(nèi)孔，8、大功率LED， 9、大功率 LED安裝底座，10、電壓電流轉(zhuǎn)換電路，11、提供恒流源電路，12、中間安 裝基板，13、兩邊對稱安裝基板，14、 3W LED， 15、 5W LED， 16、 1W LED。
具體實施方式
下面結(jié)合圖3 圖5詳細(xì)說明本實施例。實施例1:本實施例主要包括有安裝基板l、大功率LED8、透鏡裝置5、控制電路， 其中，控制電路包括有電壓電流轉(zhuǎn)換電路11和提供恒流源的電路12。大功率 LED安裝在基板1上，在每個大功率LED上都安裝有透鏡裝置，控制電路為大 功率LED提供電流，安裝基板(1)以中間安裝基板12為對稱軸，沿橫軸向 兩邊對稱安裝基板13有彎曲弧度，如圖3 (a)所示，各條安裝基板相對于中 間安裝基板12的夾角分別是15u、 30°以及60°,為滿足普通照明光強(qiáng)角度分布 曲線。圖3 (b)是在相同功率、額定工作電流的LED情況下，在安裝基板l上， 我們采用的布局是以中間安裝基板12為基準(zhǔn)，中間安裝的二極管數(shù)目少些， 如圖所示中間安裝基板12安置4顆1W級LED，在兩邊對稱安裝基板13依次 外推逐漸增加二極管數(shù)目，分別安裝了6顆，8顆和12顆達(dá)到數(shù)目上的不等， 改變區(qū)域照明亮度，從而達(dá)到整體照明亮度均勻。
整個安裝基板的前端2相對于行排列方向有一個彎曲弧度P ，如圖3 (a) 所示，3角為30°，主要解決的是在行坐標(biāo)方向上向被照物體延伸光的照射距 離，增大被照射物體的照射區(qū)域面積。 實施例2:本實施例主要也包括有安裝基板1、大功率LED8、透鏡裝置5、控制電 路，其中，控制電路包括有電壓電流轉(zhuǎn)換電路11和提供恒流源的電路12。大 功率LED安裝在基板1上，在每個大功率LED上都安裝有透鏡裝置，控制電 路為大功率LED提供電流，安裝基板(1)以中間安裝基板12為對稱軸，沿 橫軸向兩邊對稱安裝基板13有彎曲弧度，各條安裝基板相對于中間安裝基板 12的夾角分別是15°、 30°以及70('，為滿足普通照明光強(qiáng)角度分布曲線。圖3 (c)在各條安裝基板安裝相同LED個數(shù)的情況下，通過改變安裝在 每條安裝基板上的LED的功率不同，來改善區(qū)域照明亮度。該實施例中，中 間安裝基板12上安裝5顆1W級的LED 16，在兩邊對稱安裝基板13上依次外 推應(yīng)用5顆3W級LED 14， 5顆5W級LED 15混合應(yīng)用來實現(xiàn)光照分布。實施例3:本實施例主要也包括有安裝基板l、大功率LED8、透鏡裝置5、控制電 路，其連接關(guān)系與實施例l完全相同，不同之處僅在于本實施例給出了每條安裝基板上安裝的LED數(shù)目與參數(shù)均相同的情況 下，使流過兩邊對稱安裝基板13上LED的電流相對于中間安裝基板12LED的 電流依次增加。如圖5和圖3 (d)所示，在相同的LED個數(shù)相同情況下，用 兩組恒流源轉(zhuǎn)換電路12來實現(xiàn)流過不同行的電流大小，我們可以根據(jù)不同需 要，增加恒流源轉(zhuǎn)換電路12的數(shù)目，可以控制各行的電流，實現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度的 改變。如都是1W的LED情況下，中間安裝基板的電流設(shè)為250mA，兩邊對稱 安裝基板的電流分別為300M、 350mA和400mA。實施例4:本實施例主要也包括有安裝基板1、大功率LED8、透鏡裝置5、控制電路，
其連'接關(guān)系與實施例1完全相同，不同之處僅在于各條安裝基板透鏡裝置的 散射角度不同。圖4 (a)和圖4 (b)是透鏡裝置的俯視圖和側(cè)面剖面圖，大功率LED 8 發(fā)射出來的光通過透鏡發(fā)射出來。從而我們可以改變不同位置的透鏡5的光 散出角度，也就是可以改變透鏡的大小與厚度和內(nèi)孔的大小，來改變不同位 置的二極管的光射出散射角度，來減少二極管單方向上的亮度，來改變整個 安裝基板l的區(qū)域亮度，以達(dá)到亮度均勻平衡。兩邊對稱安裝基板13上LED 的透鏡散射角度相對于中間安裝基板12上的透鏡散射角度依次減小。散射角 度分別可以設(shè)為60°、 45°、 30°和15°。
為了更好的附合人眼的感覺，還可以增加不同色溫的LED，比如在需要暖 色的場所，可以增加小于3300K的LED來滿足要求，在高照度水平或白天需 補(bǔ)充自然光的場所，可以增加大于5300K的LED來滿足要求。此裝置不僅可以用于LE1)燈具照明發(fā)光，同時也可以用于其他照明裝置。 都可以通過以上方法來改變不同的照明區(qū)域強(qiáng)度，使照明裝置都達(dá)到滿意的 照明效果，滿足所需亮度要求。
權(quán)利要求1、滿足LED燈具在被照射物體上照度分布要求的裝置，主要包括有安裝基板(1)、透鏡裝置、大功率LED(8)和控制電路，大功率LED安裝在基板(1)上，在每個大功率LED上都安裝有透鏡裝置，控制電路為大功率LED提供電流，其特征在于所述的安裝基板(1)包括中間安裝基板(12)和兩邊對稱安裝基板(13)，兩邊對稱安裝基板(13)以中間安裝基板(12)為對稱軸，成弧狀排列。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滿足LED燈具在被照射物體上照度分布要求的裝置，其特征在于所述的兩邊對稱安裝基板(13,)相對于中間安裝基板(12)的彎曲 弧度a范圍在15(' 70°之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述滿足LED燈具在被照射物體上照度分布要求的裝置， 其特征在于整個安裝基板(1)上所選用的LED (8)的功率、額定工作電流均 相同，兩邊對稱安裝基板(13)上LED的數(shù)量相對于中間安裝基板(12)上 LED的數(shù)量依次增加。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述滿足LED燈具在被照射物體上照度分布要求的裝置， 其特征在于每條安裝基板上安裝的LED的數(shù)目均相同，兩邊對稱安裝基板(13)上LED的功率相對于中間安裝基板(12)上LED的功率依次增加。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述滿足LED燈具在被照射物體上照度分布要求的裝置， 其特征在于每條安裝基板上安裝的LED數(shù)目與參數(shù)均相同，使流過兩邊對 稱安裝基板(13)上LED的電流相對于中間安裝基板(12)上LED的電流依 次增加。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述滿足LED燈'具在被照射物體上照度分布要求的裝置， 其特征在于所述的透鏡裝置，兩邊對稱安裝基板(13)上LED的透鏡散射 角度相對于中間安裝基板U2)上的透鏡散射角度依次減小。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述滿足LED燈具在被照射物體上照度分布要求的裝置， 其特征在于整個安裝基板的前端(2)相對于行排列方向有一個彎曲弧度3 ， P取值范圍為20 。 40°。
專利摘要本實用新型是滿足LED燈具在被照射物體上照度分布要求的裝置，它除了用大功率發(fā)光二極管(8)作為發(fā)光源以外，最主要的是此裝置能夠使LED燈具滿足在被照射物體上所要達(dá)到的亮度要求。本裝置主要包括有安裝基板、透鏡裝置、大功率LED和控制電路，大功率LED安裝在基板上，在每個大功率LED上都安裝有透鏡裝置，控制電路為大功率LED提供電流，所述的安裝基板包括中間安裝基板和兩邊對稱安裝基板，兩邊對稱的安裝基板以中間安裝基板為對稱軸，成弧狀排列。本實用新型可滿足在被照射物體上所要達(dá)到的亮度要求。
文檔編號F21V17/00GK201028335SQ20072010393
公開日2008年2月27日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者劉國富, 賀衛(wèi)利, 門偉剛, 陳建新 申請人:北京工業(yè)大學(xué)