一種對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡的製作方法

2023-08-22 10:24:51

本實用新型屬於光學領域，尤其涉及一種對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡。

背景技術：

LED的發光原理是將電流通過化合物半導體，通過電子與空穴的結合，過剩的能量將以光的形式釋出，達到發光的效果。用於可見光的發光二極體的波長在400 - 700 nm。現有的LED照明光源主要分為直插型和貼片型兩種。

直插LED也稱為插件發光二極體，是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件。直插式LED的封裝採用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型腔內注入液態環氧樹脂，然後插入壓焊好的LED支架，放入烘箱中讓環氧樹脂固化後，將LED從模腔中脫離出即成型。

貼片LED是用柔軟的PCB板為基板,高亮度貼片LED作為發光體,發光體均勻的排布在條型PCB板正面,使用防水接頭相互連接，適合SMT加工，可回流焊，貼片式LED很好的解決了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問題，相對於其他封裝器件，它有著抗振能力強、焊點缺陷率低、高頻特性好等優點，它在更小的面積上封裝了更多的LED晶片，採用更輕的PCB和反射層材料，顯示反射層需要填充的環氧樹脂更少，通過去除較重的碳鋼材料引腳，縮小尺寸，可輕易地將產品重量減輕一半，體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右，採用貼片式封裝後，電子產品體積縮小40%一60%，重量減輕了60%一80%，最終使應用更趨完美。

隨著科技水平的進步，人們的生活質量也越來越高，對顯示和照明的質量要求也越來越高。傳統的直插LED器件已經逐漸被貼片LED所取代。

3合1貼片燈最大的優勢在於原材料成本和加工成本優勢大。同時視角大，可在水平方向和垂直方向上均達到120度，但是現有的3合1貼片燈通常無法達到直插燈的亮度，而亮度在泛光燈和隧道燈領域尤其重要。為此需要通過二次光學設計提高LED貼片燈的亮度。

此外，針對某些特定領域，例如戶外顯示領域，過於寬廣的視角反而會造成光線的浪費，從而帶來更高的能耗。所以有必要根據產品需要對出光視角進行調整，從而提高出光面亮度並降低能耗。

現有技術主要通過增加罩子或燈帽等來實現無用光的屏蔽，通過增加電流來提高發光的亮度，但這樣會造成加工成本和能耗的增加。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡，旨在解決現有3合1貼片燈亮度過低的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡，包括基板，至少一個設置在所述基板一側的透鏡，設置在所述基板另一側的與所述透鏡一一對應的發光體；所述發光體設有上側面、下側面、內側面和外側面；所述內側面是指光線從所述發光體中進入的面，所述外側面是指光線從所述發光體中離開的面，所述上側面是指一邊與所述外側面的最上端相連、另一邊與所述內側面的最上端相連的面，所述下側面是指一邊與所述外側面的最下端相連、另一邊與所述內側面的最下端相連的面；所述上側面的長度小於所述下側面的長度，所述上側面的長度是指所述外側面最上端和所述內側面最上端之間的距離，所述下側面的長度是指所述外側面最下端和所述內側面最下端之間的距離。通過獨特的發光體設計使得發出的光線具有特定朝向性，可以在不增加電流的情況下提高特定視角方向上的亮度，避免了浪費。

本實用新型的進一步技術方案是：所述外側面在豎直方向上的切線為曲線。

本實用新型的進一步技術方案是：所述外側面在豎直方向上的切線為階梯狀折線。

本實用新型的進一步技術方案是：所述外側面在水平方向上的切線為弧形。該設計可以讓出光更加集中，避免分散。

本實用新型的進一步技術方案是：所述透鏡包括形狀相同的、設置在所述透鏡兩端的入光面和出光面；所述出光面與所述基板相連；所述入光面的面積小於所述出光面；所述透鏡的側面在豎直方向上的切線為直線。此種透鏡設計可以更好的實現混光。

本實用新型的進一步技術方案是：所述外側面左邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為20-60度；所述外側面右邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為20-60度。可以根據需要調整外側面的大小從而調整出光視角。

本實用新型的進一步技術方案是：所述外側面上邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為20-60度；所述外側面下邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為20-60度。

本實用新型的進一步技術方案是：所述外側面左邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為40-50度；所述外側面右邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為40-50度。

本實用新型的進一步技術方案是：所述外側面上邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為40-50度；所述外側面下邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為40-50度。

本實用新型的進一步技術方案是：所述基板與所述發光體之間還設有隔離層。通過隔離層避免了整體灌裝防水密封膠時發光體被遮擋住。

本實用新型的有益效果是：本方案提供的對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡通過對發光體形狀的獨特設計，對出光方向進行高度的集中，從而提高了設計視角方向上的亮度，最大程度的避免了光線的浪費，並降低了能耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的對3合1貼片LED燈的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例提供的對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡的透鏡層的結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例提供的對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡的發光體側視圖。

圖4是本實用新型實施例提供的對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡的發光體俯視圖。

附圖標記： 2-透鏡層； 1-PCB板； 8-透鏡；9-定位孔；10-發光面；11-隔離層。

具體實施方式

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

圖1是本實用新型實施例提供的對3合1貼片LED燈的結構示意圖。

從圖中可以看出，本方案提供的的3合1貼片LED燈結構主要包括透鏡層1和PCB板2，其中PCB板上設有若干LED貼片，透鏡層包括若干透鏡體，每個透鏡體和貼片LED一一對應，主要起到提高發光光源亮度、改變光源角度的作用。

本實用新型的改進點主要在於透鏡層。從圖1中可以看出透鏡層上包括多個透鏡體，其中每個透鏡體包括基板、透鏡以及發光面。其中透鏡和發光面一一對應相互配合。多個透鏡體之間規律的組合共同形成一個整體。

本方案中的透鏡可以使用亞克力PMMA或聚碳酸酯PC製成，根據不同的材料需要對透鏡的具體參數進行調整。其中聚碳酸酯的材料優選拜耳公司Makrolon 2405產品；亞克力材料優選日本三菱公司生產的ACRYPET品牌產品中導光板級產品（包括VH5、TF8、TF9、VH6四種型號）。

圖2是本實用新型實施例提供的對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡的透鏡層的結構示意圖。從圖中可見本具體實施例中透鏡層與圖1提供的方案不同，而是將多個透鏡體做成了一體化設計，這樣更有利於組裝。

從圖中可以看出，透鏡層包括基板，至少一個設置在所述基板一側的透鏡8，設置在所述基板另一側的與所述透鏡一一對應的發光體10；所述發光體設有上側面、下側面、內側面和外側面；所述內側面是指光線從所述發光體中進入的面，所述外側面是指光線從所述發光體中離開的面，所述上側面是指一邊與所述外側面的最上端相連、另一邊與所述內側面的最上端相連的面，所述下側面是指一邊與所述外側面的最下端相連、另一邊與所述內側面的最下端相連的面；所述上側面的長度小於所述下側面的長度，所述上側面的長度是指所述外側面最上端和所述內側面最上端之間的距離，所述下側面的長度是指所述外側面最下端和所述內側面最下端之間的距離。通過獨特的發光體設計使得發出的光線具有特定朝向性，可以在不增加電流的情況下提高特定視角方向上的亮度，避免了浪費。

從圖中可見，所述透鏡8包括形狀相同的、設置在所述透鏡兩端的入光面和出光面；所述出光面與所述基板相連；所述入光面的面積小於所述出光面；所述透鏡的側面在豎直方向上的切線為直線。此種透鏡設計可以更好的實現混光。

此外，從圖2中還可以看出基板上設有定位孔9，該結構的主要目的在於定位，以確保託架3和透鏡層2之間能夠準確的進行組合。

從圖2中可見，所述基板與所述發光體之間還設有隔離層11。通過隔離層避免了整體灌裝防水密封膠時發光體被遮擋住。

圖3是本實用新型實施例提供的對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡的發光體側視圖。從圖中可以看出所述外側面在豎直方向上的切線為曲線。所述外側面上邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為20-60度；所述外側面下邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為20-60度。優選的，所述外側面上邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為40-50度；所述外側面下邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為40-50度。本例中，所述外側面上邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為45度；所述外側面下邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為45度。

圖4是本實用新型實施例提供的對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡的發光體俯視圖。所述外側面在水平方向上的切線為弧形。該設計可以讓出光更加集中，避免分散。所述外側面左邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為20-60度；所述外側面右邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為20-60度。可以根據需要調整外側面的大小從而調整出光視角。優選的，所述外側面左邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為40-50度；所述外側面右邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為40-50度。本例中，所述外側面左邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為45度；所述外側面右邊緣與所述出光面的中心點間的連線與出光面中軸線的夾角為45度。

本方案提供的對3合1貼片LED燈的亮度和視角控制的透鏡通過對發光體形狀的獨特設計，對出光方向進行高度的集中，從而提高了設計視角方向上的亮度，最大程度的避免了光線的浪費，並降低了能耗。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。