專利名稱：一種高功率led射燈的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電光源技術領域，具體涉及一種LED射燈。
背景技術：
目前發(fā)光二極管(LED)作為一種綠色和節(jié)能的新興光源已日益被廣泛使用，在照 明領域以前所未有的速度不斷的發(fā)展。通用LED MR16射燈，一般以3顆1W LED安裝在燈 杯中，燈杯中所用的透鏡多為分立式設計，這種透鏡的結構在產(chǎn)品的安裝過程中相對比較 復雜，同時對光線的透過率存在著一定的不足。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結構簡單，安裝方便，并能明顯改善光斑，并提高光 的透過率的LED高功率射燈。本實用新型設計的高功率LED射燈，主要由光源PCB板，PMMA材料合成的光源透 鏡，鋁合金燈殼，不帶極性的燈腳，恒流驅動電源組成；其中光源PCB板為鋁板，其上裝有串 聯(lián)的3顆高功率LED，每顆LED通過相對應的光源透鏡射出光束；鋁制的PCB板通過螺絲與 鋁合金燈殼緊密結合；透鏡通過一鋁圈與鋁合金燈體經(jīng)由螺絲固定；光源PCB板通過恒流 驅動電路與燈腳二端有效的電氣聯(lián)接。其中，所述的光源透鏡是一個特殊設計的三合一的組合透鏡，其結構如圖1和圖2 所示，其中，中間部分對應于三顆LED處，是三個高次非球面的反射面1，其表達式為 這里r2 = x2+y2為半徑；每個高次非球面反射面的中心有一顆LED光源。邊緣部分為拋物面的反射面2 ； 在高次非球面和拋物面的前面是圓形面罩3，該面罩是一個蜂窩狀排布的球面陣列，形成光 學積分器。本實用新型設計了一種全新的光源透鏡即一個3合1的組合透鏡，通過其特定 的結構，改變LED發(fā)光角度，并采用高透過率的PMMA材料，達到LED射燈燈具所需的發(fā)光角 度和光能量的高效利用。本實用新型的光源透鏡先將LED點光源進行一定角度壓縮，由于發(fā)光角度大，所 以將光能量分成兩部分，通過不同的光學表面作用。即LED發(fā)出的中間能量，通過中間部分 的3個高次球面反射作用對作用面邊緣的光線的像差有較好的改善，能更好的控制光的出 射角度。LED發(fā)出的邊緣的能量則通過拋物面的全反射作用，獲得所需的角度壓縮，并可以 一定程度的改善反射帶來的光斑的不均勻性。完成LED發(fā)光角度壓縮后，光從透鏡出射時，透鏡的出射面即面罩，是蜂窩狀的球 面陣列，形成光學積分器，到達出射面的光，由于光學積分器的作用，將出射面上的光輻射 分布分割后，經(jīng)過各個球面的作用，在照射面上相互疊加，輻照的不均勻相互補償，可得到 比較均勻的光斑。陣列上球面的曲率與之前壓縮后的發(fā)光角度的相互配合，獲得射燈所需的發(fā)光角度。緊湊的三合一結構，使三顆LED在透鏡出射面上的輻射相互連接，宛若一個光源， 加上光學積分器的作用，有效地改善LED點光源多個使用時造成的燈具多重光影現(xiàn)象。按照上述所設計的光學透鏡來安裝的LED高功率射燈，不僅改善了光斑的不均勻 性，而且有效的提升了 LED燈具的光亮度，增加了光能量的高效性。

圖1為光源透鏡正視圖。圖2為光源透鏡側視圖。圖3為本實用新型的分解裝配示意圖。圖中標號1為高次非球面反射面，2為拋物面反射面，3為面罩，4為燈腳，5為射 燈基座，6為光源PCB板，7為元器件，8為電線，9為鋁合金燈殼，10為LED，11為LED基板， 12為連接螺絲，13為光源透鏡，14為射燈壓蓋，15為固定螺絲。。
具體實施方式
以LED MR16射燈為例，根據(jù)附圖所示，本實用新型包括鋁合金燈殼，無極性燈腳， 三合一透鏡(光源透鏡)，LED光源PCB板，固定螺絲等。LED光源PCB鋁基板通過3顆螺 絲固定安裝在鋁合金燈殼內(nèi)部，同時，在鋁基板與燈殼內(nèi)部接合處粘上導熱膠。三合一透鏡 扣在3顆LED上方，并用3顆螺絲將鋁圈固定在燈殼需部，從而鎖定透鏡。每顆LED功率為 1W。其中，三合一透鏡中所述的中間部分的3個高次非球面曲面為相同的4次曲面，一 個較優(yōu)的設計為，表達式中的參數(shù)如下a = 0. 3125，b = _0. 009765，c = _0. 05，d = -0. 001。所述的邊緣部分的旋轉拋物面反射面，較優(yōu)的設計為拋物面焦距為0. 7mm,側焦距 為1. 25mm,傾斜角度為_8度，離焦距離為-0. 5mm。該拋物面能對LED光能有理想的角度壓 縮，并改善光斑的不均性。所述的面罩中，蜂窩狀的球面陣列中，每個球面的半徑為1mm，形成光學積分器，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補償。
權利要求一種高功率LED射燈，主要由光源PCB板，PMMA材料合成的光源透鏡，鋁合金燈殼，不帶極性的燈腳，恒流驅動電源組成；其特征在于光源PCB板為鋁板，其上裝有串聯(lián)的3顆高功率LED，每顆LED通過光源透鏡射出光束；光源PCB板通過螺絲與鋁合金燈殼緊密結合；光源透鏡通過一鋁圈與鋁合金燈殼經(jīng)由螺絲固定；光源PCB板通過恒流驅動電路與燈腳二端有效電氣聯(lián)接；所述的光源透鏡是一個三合一的組合透鏡，其中，中間部分對應于三顆LED處，是三個高次非球面反射面，其表達式為 <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>這里r2＝x2+y2為半徑；邊緣部分為拋物面反射面；在高次非球面和拋物面的前面是圓形面罩，該面罩是一個蜂窩狀排布的球面陣列，形成光學積分器。
2.根據(jù)權利要求1所述的高功率LED射燈，其特征在于所述的高次非球面反射面的表 達式中，a = 0. 3125，b = -0. 009765，c = -0. 05，d = -0. 001。
3.根據(jù)權利要求1所述的高功率LED射燈，其特征在于所述的邊緣的拋物面反射面為 焦距為0. 7mm，側焦距為-1. 25mm，傾斜角為-8度，離焦距離為-0. 5mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的高功率LED射燈，其特征在于所述的面罩中的單個球面的半 徑為1mm。
專利摘要本實用新型屬光電技術領域，具體為一種高功率LED射燈。該射燈主要由光源PCB板，PMMA材料合成的光源透鏡，鋁合金燈殼，不帶極性的燈腳，恒流驅動電源組成。本實用新型采用三顆高功率LED作為發(fā)光元件，配合一個三合一的組合光學透鏡，出射光束，實現(xiàn)不同特性的光分布要求，從而滿足不同場合的要求。本實用新型設計的LED射燈還實現(xiàn)了電流和亮度的穩(wěn)定性，并保障在使用過程中的安全性。
文檔編號F21S8/00GK201599646SQ20092021289
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月10日
發(fā)明者池春蕾, 湯丹英, 趙永利, 郭威 申請人:盛企(上海)光電系統(tǒng)科技有限公司